Поли(9-винилкарбазол) және полиметилметакрилат қоспалары негізіндегі Лангмюр – Блоджетт пленкаларының құрылымы мен қасиеттері
Қаралымдар: 1 / PDF жүктеулері: 0
DOI:
https://doi.org/10.32523/3107-278X-2026-156-3-114-124Кілт сөздер:
Ленгмюр – Блоджетт әдісі, наноқұрылымды пленкалар, полимер қоспалары, поли(9-винилкарбазол), полиметилметакрилат, атомдық күш микроскопиясы, серпімділік модулі, ылғалдануАңдатпа
Полимер қоспасынан жасалған жабындарды әзірлеу қазіргі заманғы материалтану саласындағы міндеттерге, соның ішінде химиялық жүйелердің құрамын өзгерту және олардың қасиеттерін сипаттау арқылы көрсетілген өнімділік сипаттамалары бар материалдарды өндіруге қатысты. Бұл мақалада поливинилкарбазол (ПВК) және полиметилметакрилат (ПММА) қоспаларына негізделген наноқұрылымды пленкалардың құрылымдық-механикалық қасиеттері мен бетінің ылғалдануын зерттеу нәтижелері ұсынылған. ПВК, ПММА және ПВК-ПММА қоспасынан жасалған пленкалар гидрофилденген кремний пластиналарының бетіне көлденең тұндыру арқылы Ленгмюр – Блоджетт (ЛБ) әдісімен қалыптастырылды. Жабындардың құрылымдық-механикалық қасиеттері мен ылғалдануы туралы атомдық күш микроскопиясы (АКМ) деректері арасында корреляция анықталды. Полимер қоспасынан жасалған ерітіндіде ПВК мөлшері 45 пайызға дейін болғанда, пайда болған ЛБ пленкалары құрылымдық тұтастықтың бұзылуымен және сфералық және созылған конгломераттардың пайда болуымен сипатталатыны көрсетілген. Статикалық күш спектроскопиясының деректеріне сәйкес, ПВК-ПММА қоспаларына негізделген ЛБ-қабықшаларының серпімділік модулі мен адгезия күшінің жергілікті мәндері компоненттердің сандық қатынасына (серпімділік модулін түзету процесінде қосылады) тәуелді емес. Полимер қоспалары үшін (КУС) мәндері 74,31⁰ ± 1,21⁰-ден 80,11⁰ ± 1,55⁰-ке дейін болды және массалық құрамы басым компоненттің қасиеттерімен анықталады. Молекулярлық салмағы айтарлықтай әртүрлі полимер қоспасына негізделген тығыз ЛБ қабықшасының түзілуі қоспадағы төмен молекулалық компонент мөлшері 15 салмақтық %-ға дейін болғанда мүмкін, бұл компоненттік массалық құрамы 87,1% – 12,9% болатын ПВК-ПММА үлгісі үшін АКМ деректерімен расталады. Бұл қабықшаның ылғалдануы гомополимер үлгілерінің ылғалдануынан ерекшеленеді, бұл осы полимерлердің қолдану әлеуетін кеңейтеді.
Downloads
Әдебиеттер тізімі
Agarwal, S., Lu, M., & Sarkar, J. (2023). Fabrication of micropatterned thin films through controlled phase separation of polystyrene/polydimethylsiloxane blends by spin coating. Frontiers in Soft Matter, 3, 1306346. https://doi.org/10.3389/frsfm.2023.1306346
Albarahmieh, E., Albarahmieh, M., & Alkhalidi, B. A. (2018). Fabrication of Hierarchical Polymeric Thin Films by Spin Coating Toward Production of Amorphous Solid Dispersion for Buccal Drug Delivery System: Preparation, Characterization, and In Vitro Release Investigations. Journal of Pharmaceutical Sciences, 107(12), 3112–3122. https://doi.org/10.1016/j.xphs.2018.08.019
Arslanov V. V. (1994). Polymer monolayers and Langmuir-Blodgett films. The influence of the chemical structure of the polymer and of external conditions on the formation and properties of organised planar assemblies (Polimernye monosloi i plenki Lengmyura — Blodzhett. Vliyanie himicheskoj struktury polimera i vneshnih uslovij na formirovanie i svojstva organizovannyh planarnyh ansamblej in Russian). Russian Chemical Reviews, 63(1), 3–42. https://doi.org/10.1070/RC1994v063n01ABEH000069
Bilger, D., Park, K.-W., & Andrew, T. L. (2019). A vapor printed electron-accepting conjugated polymer for textile optoelectronics. Synthetic Metals, 250, 1–6. https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2019.02.005
Brulé, B., & Flat, J. (2006). High Barrier Polyamide/Polyolefin/Organoclay Nanocomposites. Macromolecular Symposia, 233(1), 210–216. https://doi.org/10.1002/masy.200690020
Da Rocha Rodrigues, R., Da Silva, R. L. C. G., Caseli, L., & Péres, L. O. (2020). Conjugated polymers as Langmuir and Langmuir-Blodgett films: Challenges and applications in nanostructured devices. Advances in Colloid and Interface Science, 285, 102277. https://doi.org/10.1016/j.cis.2020.102277
Ding, S., Bao, Z., Wang, Y., Dai, Z., Jia, J., Shen, S., Yin, Y., & Li, X. (2023). Excellent high-temperature dielectric energy storage of flexible all-organic polyetherimide/poly(arylene ether urea) polymer blend films. Journal of Power Sources, 570, 233053. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2023.233053
Goettler, L. A., & Scobbo, J. J. (2014). Applications of Polymer Blends. In L. A. Utracki & C. A. Wilkie (Eds), Polymer Blends Handbook (pp. 1433–1458). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6064-6_17
Kaelble, D. H. (1970). Dispersion-Polar Surface Tension Properties of Organic Solids. The Journal of Adhesion, 2(2), 66–81. https://doi.org/10.1080/0021846708544582
Kamanyi, Jr., A. E., Ngwa, W., Luo, W., & Grill, W. (2008). Effects of solvent vapor pressure and spin-coating speed on morphology of thin polymer blend films (T. Kundu, Ed.; p. 69351X). https://doi.org/10.1117/12.776274
Kawaguchi, M. (2017). Interfacial characteristics of binary polymer blend films spread at the air-water interface. Advances in Colloid and Interface Science, 247, 163–171. https://doi.org/10.1016/j.cis.2017.05.004
Li, M., Jiang, R., Sun, Y., & Song, Y. (2024). An Ultrasensitive Electrochemical Sensor Based on Nanoporous Molecularly Imprinted Polymer Film for Triphenyl Phosphate Detection. SSRN. https://doi.org/10.2139/ssrn.5038622
Li, Z., Zhou, J., Xu, Y., Chen, C., Ran, T., & Wang, S. (2024). Preparation of PVDF/PVP blend polymer nanofiber films and application on screen-printed flexible electrodes. European Polymer Journal, 206, 112740. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2024.112740
Mel'nikova, G. B., Mahanyok, A. A., & CHizhik, S. A. (2025). Non-destructive testing of mechanical properties and thickness of Langmuir–Blodgett films by static force spectroscopy (Nerazrushayushchij kontrol' mekhanicheskih svojstv i tolshchiny plenok Lengmyura – Blodzhett metodom staticheskoj atomno-silovoj spektroskopii in Russian). Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series, 70(3), 252–263. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2025-70-3-252-263
Mitsui, N., Morioka, T., & Kawaguchi, M. (2012). Surface dilational moduli of poly(vinyl acetate), poly(methyl methacrylate), and their blend films spread at the air–water interface. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 395, 248–254. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2011.12.042
Mo, J.-H., Kim, K. C., & Jang, K.-S. (2019). Well-dispersed carbon nanotube/polymer composite films and application to electromagnetic interference shielding. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 80, 190–196. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.07.048
Oh, N. Y., Kim, J. H., Kwak, H., Min, B., & Kim, J. H. (2026). Polymer-blend thin-film composite membranes with semi-IPN architecture for enhanced CO2 separation and mechanical robustness. Journal of Membrane Science, 738, 124752. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124752
Patil, S., Bharimalla, A. K., Mahapatra, A., Dhakane-Lad, J., Arputharaj, A., Kumar, M., Raja, A. S. M., & Kambli, N. (2021). Effect of polymer blending on mechanical and barrier properties of starch-polyvinyl alcohol based biodegradable composite films. Food Bioscience, 44, 101352. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2021.101352
Prakash, S., Chakrabarty, T., Singh, A. K., & Shahi, V. K. (2013). Polymer thin films embedded with metal nanoparticles for electrochemical biosensors applications. Biosensors and Bioelectronics, 41, 43–53. https://doi.org/10.1016/j.bios.2012.09.031
Qin, X., Zhang, T., Yan, F., Chen, J., Dai, H., Yang, Y., Song, G., Xue, R., & Li, T. (2026). Optimizing and characterizing the dielectric and energy storage performance of PVDF/PMMA blend films via free volume regulation. Materials Science and Engineering: B, 330, 119516. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2026.119516
Rodríguez-Hernández, J. (2016). Phase Structures in Thin Films of Nanostructured Polymer Blends. In Design and Applications of Nanostructured Polymer Blends and Nanocomposite Systems (pp. 313–364). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-39408-6.00014-5
Sapsalyov, D. V., Mel'nikova, G. B., Lapickaya, V. A., Tolstaya, T. N., Kuznecova, T. A., Kotov, D. A., CHizhik, S. A. (2021) Thin composite polymethyl methacrylate films with silicon dioxide nanoparticles (Tonkie kompozicionnye plenki polimetilmetakrilata s nanochasticami dioksida kremniya in Russian). Journal of the Belarusian State University. Chemistry, (2), 36–49. https://doi.org/10.33581/2520-257X-2021-2-36-49
Sapsalyov, D. V., Mel'nikova, G. B., Tolstaya, T. N., CHizhik, S. A. (2025). Features of formation, structure and properties of Langmuir–Blodgett films of polyvinylcarbаzole with inorganic nanoparticles (Osobennosti formirovaniya, struktura i svojstva Lengmyura – Blodzhett plenok polivinilkarbazola s neorganicheskimi nanochasticami in Russian). Doklady of the National Academy of Sciences of Belarus, 69(2), 150–158. https://doi.org/10.29235/1561-8323-2025-69-2-150-158
Shahbazi, M., Rajabzadeh, G., Rafe, A., Ettelaie, R., & Ahmadi, S. J. (2016). The physico-mechanical and structural characteristics of blend film of poly (vinyl alcohol) with biodegradable polymers as affected by disorder-to-order conformational transition. Food Hydrocolloids, 60, 393–404. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.03.038
Torrisi, V., Licciardello, A., & Marletta, G. (2010). Chemical imaging of self-assembling structures in Langmuir–Blodgett films of polymer blends. Materials Science and Engineering: B, 169(1–3), 49–54. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2009.12.004
Xue, L., Zhang, J., & Han, Y. (2012). Phase separation induced ordered patterns in thin polymer blend films. Progress in Polymer Science, 37(4), 564–594. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.09.001
Youssef, I. B., Sarry, F., Nysten, B., Alexieva, G., Strashilov, V., Kolev, I., & Alem, H. (2016). Growth and toxic gas sensing properties of poly(urethaneimide) thin films. Talanta, 153, 145–151. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.03.021
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2026 Михаил Шрубок, Галина Мельникова , Дмитрий Сапсалёв, Татьяна Толстая, Сергей Чижик (Автор)
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
