ИСТИНА

В настоящее время перспективным направлением научного исследования является получение функциональных полимер-неорганических нанокомпозитных материалов. Такие системы сочетают в себе свойства полимерной матрицы (гибкость, эластичность, низкая плотность) и неорганического наполнителя (прочность, электропроводность, жесткость). Уже синтезировано множество нанокомпозитов, которые способны выполнять механическую работу при деформации под воздействием света, температуры, рН, влажности или электромагнитного поля. На данный момент подобные системы мало где применяются на практике, но область их применения может быть обширной: получение датчиков, захватов, искусственных мышц или умной одежды. Обычно такие системы состоят из двух и более слоев, что является их главным недостатком – сложность и дороговизна их синтеза. В данной работе мы предлагаем недорогой и простой способ получения изгибающихся нанокомпозитов. В основе нашего метода лежит явление крейзинга – неупругая деформация стеклообразных или частично кристаллических полимеров в присутствии адсорбционно активной среды (алифатические спирты, углеводороды). В ходе этого процесса происходит формирование высокодисперсной фибриллярно-пористой структуры, в которой in situ проводится синтез гидрофильной фазы SiO2·nH2O. В настоящей работе были получены самоизгибающиеся пленки на основе матрицы полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). В качестве прекурсора использовался раствор этилсиликат-40 (ЭТС-40), растворенный в изопропиловом спирте (объемная доля ЭТС варьировалась от 10 до 100%) и раствор сверхразветвленного полиэтоксисилоксана в изопропиловом спирте (объемная доля 25%). Были изучены химический состав, структура, адсорбционные свойства и определены времена отклика и релаксации образцов под действием паров воды. Также было обнаружено, что полиэтилен-кремнеземные нанокомпозиты могут реагировать на пары и других полярных жидкостей (аммиак, спирты, кетоны, сложные эфиры). При этом скорость изгиба и релаксации существенно зависит от природы этой жидкости. Мы предполагаем, что механизм изгиба нанокомпозита связан с проникновением полярной жидкости в поры матрицы, за счет взаимодействия с гидрофильной фазой SiO2·nH2O и расширения этих пор со стороны воздействия жидкости и сжатия этих пор с обратной стороны.