plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2024-04-20-22plasticnews-1020Research ArticleСИНТЕЗ И ТЕХНОЛОГИЯSYNTHESIS AND TECHNOLOGYСинтез и исследование свойств нанокомпозиционных полиуретан-полиизоциануратных пенопластов, полученных при использовании малых добавок наноглины Cloisite 30BSynthesis and study of the properties of nanocomposite polyurethane-polyisocyanurate foams obtained with the usage of Cloisite 30B nanoclay small additivesВласовР. Р.VlasovR. R.vlasovruslan.hs@yandex.ruРябоваД. И.RyabovaD. I.РябовС. А.RyabovS. A.ЗайцевС. Д.ZaycevS. D.Нижегородский государственный университет им. Н.И. ЛобачевскогоРоссияLobachevsky State University of Nizhny NovgorodRussian Federation202401092024042022Copyright © Власов Р.Р., Рябова Д.И., Рябов С.А., Зайцев С.Д., 20242024Власов Р.Р., Рябова Д.И., Рябов С.А., Зайцев С.Д.Vlasov R.R., Ryabova D.I., Ryabov S.A., Zaycev S.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/1020

При использовании химически-модифицированных наноглин Cloisite 30B получена серия нанокомпозиционных полиуретан-полиизоциануратных пен. Проанализировано влияние малых добавок наноглины марки Cloisite 30B на морфологию ячеистой структуры и изменение физико-механических и теплофизических характеристик синтезированных материалов. Доказано, что введение данного наполнителя в состав композиции в количествах от 0,05 до 1,00 массовых частей способствует упорядочиванию ячеистой структуры и улучшению основных функциональных свойств пенопластов.

A series of nanocomposite polyurethane-polyisocyanurate foams were obtained using chemically modified Cloisite 30B nanoclays. The influence of small additives of Cloisite 30B nanoclay on the morphology of the cellular structure and changes in the physical, mechanical and thermal characteristics of the synthesized materials was analyzed. It has been proven that the introduction of this filler into the composition in small quantities contributes to the ordering of the cellular structure and the improvement of the basic functional foams’ properties. 

полиуретанполиуретан-полиизоциануратные пенопластыхимически-модифицированная наноглинананокомпозитморфология ячеистой структурыпрочность на сжатиетеплопроводностьpolyurethanepolyurethane-polyisocyanurate foamschemically modified nanoclaysnanocompositecell structure morphologycompressive strengththermal conductivityReferencesDas A., Mahanwar P. A brief discussion on advances in polyurethane applications // Adv. Ind. Eng. Polym. Res. 2020. V. 3, N 3. P. 93–101. DOI: 10.1016/j.aiepr.2020.07.002Das A., Mahanwar P. A brief discussion on advances in polyurethane applications // Adv. Ind. Eng. Polym. Res. 2020. V. 3, N 3. P. 93–101. DOI: 10.1016/j.aiepr.2020.07.002Harikrishnan G., Lindsay C.I., Arunagirinathan M.A., Macosko C.W. Probing Nanodispersions of Clays for Reactive Foaming // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009. V. 1, N9. P. 1913–1918. DOI: 10.1021/am9003123Harikrishnan G., Lindsay C.I., Arunagirinathan M.A., Macosko C.W. Probing Nanodispersions of Clays for Reactive Foaming // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2009. V. 1, N9. P. 1913–1918. DOI: 10.1021/am9003123Santiago-Calvo M., Tirado-Mediavilla J., Ruiz-Herrero J.L., Rodriguez-Perez M.A., Villafane F. The eff ects of functional nanofi llers on the reaction kinetics, microstructure, thermal and mechanical properties of water blown rigid polyurethane foams // Polymer. 2018. V. 150. P. 138–149. DOI: 10.1016/j.polymer.2018.07.029Santiago-Calvo M., Tirado-Mediavilla J., Ruiz-Herrero J.L., Rodriguez-Perez M.A., Villafane F. The eff ects of functional nanofi llers on the reaction kinetics, microstructure, thermal and mechanical properties of water blown rigid polyurethane foams // Polymer. 2018. V. 150. P. 138–149. DOI: 10.1016/j.polymer.2018.07.029Coglianese F.A. An Approach to Lower Cost Urethane Foams // J. Cell. Plast. 1965. V. 1. N 1. P. 42-44. DOI: 10.1177/0021955X6500100106Coglianese F.A. An Approach to Lower Cost Urethane Foams // J. Cell. Plast. 1965. V. 1. N 1. P. 42-44. DOI: 10.1177/0021955X6500100106Yan D.X., Dai K., Xiang Z.D., Li Z.-M., Ji X., Zhang W.-Q. Electrical conductivity and major mechanical and thermal properties of carbon nanotube-fi lled polyurethane foams // J. Appl. Polym. Sci. 2011. V. 120, N 5. P. 3014–3019. DOI: 10.1002/app.33437Yan D.X., Dai K., Xiang Z.D., Li Z.-M., Ji X., Zhang W.-Q. Electrical conductivity and major mechanical and thermal properties of carbon nanotube-fi lled polyurethane foams // J. Appl. Polym. Sci. 2011. V. 120, N 5. P. 3014–3019. DOI: 10.1002/app.33437Cao X., Lee L.J., Widya T. Polyurethane/clay nanocomposites foams: processing, structure and properties // Polymer. 2005. V. 46, N3. P. 775–783. DOI: 10.1016/j.polymer.2004.11.028Cao X., Lee L.J., Widya T. Polyurethane/clay nanocomposites foams: processing, structure and properties // Polymer. 2005. V. 46, N3. P. 775–783. DOI: 10.1016/j.polymer.2004.11.028Hamilton A.R., Thomsen O.T., Madaleno L.A.O., Jensen L.R., Rauhe J.C.M., Pyrz R. Evaluation of the anisotropic mechanical properties of reinforced polyurethane foams // Compos. Sci. Technol. 2013. V. 87. P. 210–217. DOI: 10.1016/j.compscitech.2013.08.013Hamilton A.R., Thomsen O.T., Madaleno L.A.O., Jensen L.R., Rauhe J.C.M., Pyrz R. Evaluation of the anisotropic mechanical properties of reinforced polyurethane foams // Compos. Sci. Technol. 2013. V. 87. P. 210–217. DOI: 10.1016/j.compscitech.2013.08.013Vlasov R.R., Ryabova D.I., Zeynalova S.Z., Sokolov D.V., Ryabov S.A. The Infl uence of Nanoclays on the Mechanical and Thermal Properties of Rigid PIR and PUR Foams // J. Serb. Chem. Soc. 2023. V. 88, N4. P. 409–421. DOI: 10.2298/JSC221103089VVlasov R.R., Ryabova D.I., Zeynalova S.Z., Sokolov D.V., Ryabov S.A. The Infl uence of Nanoclays on the Mechanical and Thermal Properties of Rigid PIR and PUR Foams // J. Serb. Chem. Soc. 2023. V. 88, N4. P. 409–421. DOI: 10.2298/JSC221103089VMadaleno L., Pyrz R., Crosky A., Jensen L.R., Rauhe J.C.M., Dolomanova V., de Barros Timmons A.M.M.V., Pinto J.J.C., Norman J. Processing and characterization of polyurethane nanocomposite foam reinforced with montmorillonite-carbon nanotube hybrids // Composites, Part A. 2013. V. 44. P. 1–7. DOI: 10.1016/j.compositesa.2012.08.015Madaleno L., Pyrz R., Crosky A., Jensen L.R., Rauhe J.C.M., Dolomanova V., de Barros Timmons A.M.M.V., Pinto J.J.C., Norman J. Processing and characterization of polyurethane nanocomposite foam reinforced with montmorillonite-carbon nanotube hybrids // Composites, Part A. 2013. V. 44. P. 1–7. DOI: 10.1016/j.compositesa.2012.08.015Hejna A. Clays as Inhibitors of Polyurethane Foams’ Flammability // Materials. 2021. V. 14, N 17. P. 4826. DOI: 10.3390/ma14174826Hejna A. Clays as Inhibitors of Polyurethane Foams’ Flammability // Materials. 2021. V. 14, N 17. P. 4826. DOI: 10.3390/ma14174826Власов Р.Р., Рябова Д.И., Краснов О.В., Рябов С.А., Бузаева М.В. Синтез и исследование свойств нанокомпозиционных полиуретановых пенопластов, модифицированных функционализированными метилдиэтаноламином многослойными углеродными нанотрубками // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2023. Т. 13, №1. С. 30–33.Власов Р.Р., Рябова Д.И., Краснов О.В., Рябов С.А., Бузаева М.В. Синтез и исследование свойств нанокомпозиционных полиуретановых пенопластов, модифицированных функционализированными метилдиэтаноламином многослойными углеродными нанотрубками // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. 2023. Т. 13, №1. С. 30–33.Burgaz, E. Advanced Structured Materials: Volume 111: Polyurethane Foams for Energy and Sustainability. London: Springer Nature, 2019. 294 p.Burgaz, E. Advanced Structured Materials: Volume 111: Polyurethane Foams for Energy and Sustainability. London: Springer Nature, 2019. 294 p.Pikhurov D.V., Sakhatskii A.S., Zuev V.V. Rigid polyurethane foams with infused hydrophilic/hydrophobic nanoparticles: Relationship between cellular structure and physical properties // Eur. Polym. J. 2018. V. 99. P. 403–414. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2017.12.036.Pikhurov D.V., Sakhatskii A.S., Zuev V.V. Rigid polyurethane foams with infused hydrophilic/hydrophobic nanoparticles: Relationship between cellular structure and physical properties // Eur. Polym. J. 2018. V. 99. P. 403–414. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2017.12.036.Пихуров Д.В. Полиуретановые пены, наполненные гидрофильными и гидрофобными наночастицами: взаимосвязь физических свойств и структуры ячеек: дис. … канд. хим. наук. СПб., 2018. 128 с.Пихуров Д.В. Полиуретановые пены, наполненные гидрофильными и гидрофобными наночастицами: взаимосвязь физических свойств и структуры ячеек: дис. … канд. хим. наук. СПб., 2018. 128 с.Бюист, Дж.М. Композиционные материалы на основе полиуретанов. М.: Химия, 1982. 240 с.Бюист, Дж.М. Композиционные материалы на основе полиуретанов. М.: Химия, 1982. 240 с.Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия, 1975. 264 с.Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия, 1975. 264 с.Oliveira-Salmazo L. Natural rubber foams with anisotropic cellular structures: Mechanical properties and modeling // Ind. Crops Prod. 2016. V. 80. P. 26–35. DOI:10.1016/j.indcrop.2015.10.050.Oliveira-Salmazo L. Natural rubber foams with anisotropic cellular structures: Mechanical properties and modeling // Ind. Crops Prod. 2016. V. 80. P. 26–35. DOI:10.1016/j.indcrop.2015.10.050.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.