Придание улучшенных эксплуатационных характеристик полипропиленовым нитям с политетрафторэтиленовым покрытием с помощью их поверхностного модифицирования металлсодержащими наночастицами

Инициатор (заказчик) проекта
ФГБУН «Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук» (ИХР РАН), представитель заказчика к.х.н., н.с. Л.А. Антина, e-mail: lyubov.antina@mail.ru, тел. +7(962)162-19-02
Тип проекта по характеру деятельности
Исследовательский
Тип проекта по отраслевой привязке
Текстильная промышленность
Тип проекта по объему предметно-содержательной области
Монопроект (в рамках одной области знания)
Тип проекта по охвату участников
Внутривузовский
Тип проекта по характеру отношений между инициатором (заказчиком) и участниками (исполнителями)
Некоммерческий
Руководитель проекта от ИВГПУ (ФИО, должность)
проф. каф. ЕНиТБ, д.т.н. Пророкова Н.П.
Координатор проекта от Проектного офиса ИВГПУ
Шаммут Ю.А. , руководитель Проектного офиса
Начало реализации проекта
01 сен 2022
Окончание реализации проекта
01 июн 2023
Дедлайн приема заявок на участие в проекте
31 окт 2022
Рекомендуется для направлений подготовки и профилей
Направление подготовки Наноинженерия, профиль Наноматериалы и нанотехнологии
Дисциплины, в рамках которых реализуется проект
ННаучно-исследовательская работа, Методы диагностики в нанотехнологиях, Реализация процессов получения компонентов волокнистых нанокомпозитов, Реализация процессов получения компонентов волокнистых материалов, Преддипломная практика
Проблема, на решение которой направлен проект
Получение на основе полипропилена волокнистых материалов с повышенной конкурентоспособностью, обладающих улучшенными эксплуатационными характеристиками
Цель проекта

Разработка метода поверхностного модифицирования металлсодержащими наночастицами полипропиленовых нитей с политетрафторэтиленовым покрытием для придания им улучшенных эксплуатационных характеристик

Задачи
  1. Синтез стабилизированных наночастиц серебра.
  2. Синтез стабилизированных наночастиц меди.
  3. Получение полипропиленовых (ПП) нитей с политетрафторэтиленовым (ПТФЭ) покрытием, в структуру которого внедрены наночастицы серебра.
  4. Получение ПП нитей с ПТФЭ покрытием, в структуру которого внедрены наночастицы меди.
  5. Оценка адгезионных характеристик нитей с ПТФЭ покрытиями, содержащими наночастицы серебра и меди.
  6. Оценка физико-механических характеристик нитей с ПТФЭ покрытиями, содержащими наночастицы серебра и меди.
  7. Оценка электрофизических характеристик нитей с ПТФЭ покрытиями, содержащими наночастицы серебра и меди.
Техническое задание
Планируемые продуктовые результаты проекта
Получение полипропиленовых нитей с повышенной прочностью и пониженной электризуемостью.
Планируемые образовательные результаты проекта
Данный проект реализует следующие компетенции: УК-1, УК-2, УК-3, УК-4, УК-5, УК-6, УК-9, ОПК-1, ОПК-2, ОПК-3, ОПК-4, ОПК-5, ОПК-6, ОПК-7, ПК⋅-1, ПК-2, ПК-3
Форма представления итогового результата
Защита ВКР
Количество студентов - участников (исполнителей) проекта
2
Специальные требования к участникам (исполнителям) проекта
отсутствуют
Дополнительные условия

отсутствуют

Участники проекта

Касаткин Сергей Андреевич, группа НИ-41, курс 4
Блинов Денис Андреевич, группа НИ-41, курс 4

Продуктовые результаты проекта

Отчет по проекту

Полипропиленовые (ПП) волокнистые материалы в настоящее время являются одними из наиболее востребованных и популярных. ПП широко используется для изготовления изделий из волокнистых материалов со специальными свойствами, которым необходима высокая прочность при низкой электризуемости, в частности, для получения обивочных тканей, спецодежды для рабочих электронной промышленности и медицинских работников. Одним из путей решения задачи придания ПП материалам высокой прочности и низкой электризуемости является иммобилизация металлсодержащих наночастиц на поверхности ПП нитей. Однако ПП волокно обладает химически инертной гладкой поверхностью и не имеет пор. Прочно закрепить на поверхности такого волокна наночастицу металла или его оксида очень сложно.
Ранее в ИХР РАН был разработан принципиально новый метод получения ПП нитей с устойчивым покрытием на основе политетрафторэтилена (ПТФЭ). Было высказано предположение, что внедрение в структуру покрытия на основе ПТФЭ металлсодержащих наночастиц может обеспечить придание нитям пониженной электризуемости. Для сохранения высокой разрывной нагрузки нити необходимо использовать наночастицы в стабилизированной форме, препятствующей образованию крупных агрегатов, введение которых в структуру покрытия может ухудшить физико-механические свойства нити. Поскольку процессы формования и ориентационного вытягивания ПП нитей происходят при повышенных температурах, для стабилизации наночастиц серебра и меди целесообразно использовать термостойкое поверхностно-активное вещество.
Исследовано влияние содержания медь- и серебросодержащих наночастиц в сформированных на поверхности ПП нитей покрытиях на основе ПТФЭ на физико-механические и электрофизические свойства нитей. Установлено, что при ведении в состав композиции металлсодержащих частиц прочность нитей с покрытиями повышается до 20-43 %, причем максимальное повышение прочности (~ 43 %) наблюдается при использовании серебросодержащих частиц концентрации 0,05 %. Методами АСМ и оптической микроскопии показано, что покрытие на основе ПТФЭ, допированное малым количеством металлсодержащих наночастиц, обладает высокой равномерностью, гладкостью, отсутствием макро- и микродефектов. Установлено, что нанесение на ПП материал покрытия на основе ПТФЭ приводит к снижению поверхностного электрического сопротивления в 104 – 106 раз. Наибольший эффект наблюдается при использовании частиц серебра.

Скачать отчет