Влияние взаимодействия никеля с матрицей термопластичных полимеров на электродные свойства композитов, формируемых на их основе

• Автор: Королева, Инесса Павловна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 169 с. : ил

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

Физикохимические свойства никелыюлимерных композиционных материалов и методы их синтеза.

1.1. Электродные материалы, применяемые в качестве

чувствительных элементов сенсорных датчиков для определения никеля в растворах.

1.2. Новый класс ионоселективных электродов.

1.3. Механизм чувствительности ионоселективных электродов и их

селективности.

1.4. Комплексы никеля в матрицах и на поверхности.

1.5. РФЭС никеля в композитах и других соединениях

1.6. Кластерные структуры и модели кластеров
1.7. Заключение по литературному обзору.
Глава 2. Материалы и методы исследования
2.1. Исходные вещества
2.2. Модифицирующие и вспомогательные вещества
2.3. Получение образцов композиционных систем и подготовка их
для исследования
2.4. Методы измерения удельного сопротивления и расчет
электропроводности
2.5. Определение ионов М2 в исследуемом растворе МйО.
методом спсктрофотоколориметрии.
2.6. Физикохимические методы исследования объектов.
2.6.1. Оптическая и электронная микроскопия.
2.6.2. Рентгенофотоэлсктронная спектроскопия
Глава 3. Методы получения композитов и исследование их
СВОЙСТВ.
3.1. Никелирование полимеров и особенности никелирования
полистирола, полиэтилена, поливинилбутираля,
политетрафторэтилена
3.1.1. Травление
3.1.2. Сенсибилизация.
3.1.3. Активирование
3.1.4. Восстановление в растворах.
3.1.5. Химическое никелирование.
3.1.6. Механизм протекание процесса химического никелирования.
3.2. Методы исследования физических и электрофизических
параметров композитов.
3.3. Исследование электрохимических характеристик композитов
ни кел ьнол имер.
3.4. Методы исследования морфологии и микроструктуры
дисперсных частиц, покрытых никелем, за счет химической металлизации и формируемых на их основе композитов
3.5. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
Глава 4. Экспериментальная часть
4.1. Синтез и физикохимические свойства композитов,
содержащих химически восстановленный никель на поверхности гранул и дисперсных частиц термопластичных полимеров.
4.1.1. Получение никелевой пленки на поверхности термопластичных полимеров методом химической металлизации, определение объемного содержания никеля и электропроводности КМ никельполимер.
4.2. Исследование композитов никельполимер электронной
микроскопией
4.3. Потенциометрические измерения композитных электродов
iПС, iПЭНД, iПВБ, iПТФЭ.
4.3.1. Исследование чувствительности композиционных электродов
iП С, iПЭНД, iПВБ, iПТФЭ
4.3.2. Гальванический элемент и гальваническая цепь
композиционных электродов.
4.3.3. Исследование селективности композиционных электродов
iполимер
4.4. Исследование поверхностного состояния никеля в композитах
методом РФЭС
Глава 5. Обсуждение результатов
5.1. Взаимодействие никельполимер в ходе получения
композитных материалов
5.2. Струкгура, электрические и радиопглощающие свойства
композитов iполимер.
5.3. Электрохимические свойства композитов iПС, iПЭНД,
iПВБ, iПТФЭ и влияние взаимодействия на них.
Выводы.
Список литературы


Установлено, что зависимость потенциала электрода от логаримфа концентрации ионов И прямолинейна в диапазоне концентраций 5 мольл рис. Угловой коэффициент электродной функции близок к теоретическому и равен ,1 0,6 мВр II. Рис. Зависимость потенциала никельселективного электрода от рем водных растворов 1 И. Полученный электрод реагирует на изменение концентрации ионов водорода в областях 5,0 и 9,0. Определенные коэффициенты селективности свидетельствуют, что электрод является умеренно селективным к катиону никеля II в присутствии ряда примесей. Группой авторов был создан пластифицированный ионселективный электрод для определения никеля в цианидных растворах. В качестве электродноактивного соединения мембраны использовали тетрадецилфосфония х ЩСИ в хлороформе. Электродноактивное соединение заключали в поливинилхлоридную матрицу, пластифицированную дибутил фтал атом. Электрод перед измерением вымачивали в течение 2 часов в 0,М рабочем растворе. СМ СЭ линейна в интервале концентраций 6
СМ4. Наклон электродной функции близок к нернстовскому и составляет 2 мВдек. СЫСЭ электрод способен работать в широком интервале 2,5 до ,5. В рассмотренных работах полимерное связующее раствор полистирола в дихлорэтане, пластифицированный поливинилхлорид рассматривается как абсолютный инертный компонент, вкладом которого в свойства формируемого иопоселективного электрода можно пренебречь. Такой подход в данном случае, когда активный компонент синтезируется при температуре в сотни градусов и вводится в полимер при комнатной, повидимому, оправдан сильного химического взаимодействия на границе полимернаполнитель не будет. В остальных же случаях можно заранее сказать, что взаимодействие электроактивного вещества с полимером будет определяющим в свойствах формируемого чувствительного элемента ионселективного электрода. С середины х годов за рубежом и с х годов в нашей стране стала бурно развиваться новая область физикохимических методов анализа иономегрия с ее практическим использованием различного рода ионоселективных электродов ИСЭ. В настоящее время наибольшее распространение получили электрохимические химические сенсоры, прежде всего потенциометрические. В электрохимических сенсорах определяемый компонент реагирует с чувствительным слоем раствора около электрода. Потенциометрические химические сенсоры, так называемые, ионоселективные электроды, дают селективный отклик на присутствие определяемых ионов или молекул веществ в растворах. При этом аналитическим сигналом в них является потенциал. Однако расход определяемого вещества за время проведения анализа так называемого формирования отклика настолько ничтожен, что не вызывает изменения концентрации определяемого компонента при повторных измерениях. Первым представителем ионоселективных электродов является стеклянный электрод, мембрана которого способна реагировать на изменение концентрации ионов водорода. Большим вкладом в развитие теории функционирования стеклянных электродов явились работы академика Б. П. Никольского с сотрудниками . Ионоселективные электроды это электрохимические датчики, позволяющие потенциометричсски определять активность одних ионов в присутствии других, обычно в водном растворе . Такой электрод представляет собой гальванический полуэлемент, состоящий из ионоселективной мембраны, внутреннего контактирующего раствора или твердого контакта полностью твердофазная конструкция и внутреннего электрода сравнения. Различают следующие четыре типа ионоселективных электродов электроды с мембраной, изготовленной из гомогенного материала стеклянные электроды, селективность которых определяется химическим составом стекла электроды с жидкой мембраной мембрана представляет собой раствор ионных или молекулярных соединений в органическом растворителе, носитель стекло или полимер, например поливинилхлорид электроды с гетерогенной мембраной электроды, в которых электродно активное вещество распределено в инертной матрице, например, полимерной. Установлено, что мембранный потенциал является основной величиной, позволяющей описать всю работу ионоселекгивного электрода.