Přejít k obsahu


Comparative study of PVA/SiO2 and PVA/SiO2/glutaraldehyde (GA) nanocomposite membranes prepared by single-step solution casting method

Citace:
DODDA, J. M., BĚLSKÝ, P., CHMELAŘ, J., REMIŠ, T., SMOLNÁ, K., TOMÁŠ, M., KULLOVÁ, L., KADLEC, J. Comparative study of PVA/SiO2 and PVA/SiO2/glutaraldehyde (GA) nanocomposite membranes prepared by single-step solution casting method. Journal of Materials Science, 2015, roč. 50, č. 19, s. 6477-6490. ISSN: 0022-2461
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Comparative study of PVA/SiO2 and PVA/SiO2/glutaraldehyde (GA) nanocomposite membranes prepared by single-step solution casting method
Rok vydání: 2015
Autoři: Dr. Jagan Mohan Dodda Ph.D. , Mgr. Petr Bělský Ph.D. , Ing. Josef Chmelař , Mgr. Tomáš Remiš , Klára Smolná , PhDr. Martin Tomáš Ph.D. , Ing. Lucie Kullová , Ing. Jaroslav Kadlec
Abstrakt CZ: Připravili jsme nanokompozitní membrány polyvinylalkohol (PVA)/SiO2 a PVA/SiO2/glutaraldehyd (GA) v jednom kroku s použitím metody odlévání z roztoku. Pomocí Ramanovy spektroskopie, mikroskopie atomárních sil, malo- a širokoúhlového rentgenového rozptylu, termogravimetrické analýzy, diferenciální skenovací kalorimetrie a dynamické mechanické analýzy (DMA) byly charakterizovány struktura, morfologie a vlastnosti těchto nanokompozitních membrán. Byl zkoumán vliv množství oxidu křemičitého a glutaraldehydu na vlastnosti kompozitních membrán v meso-měřítku. Výsledky ukazují, že v případě PVA/SiO2 membrán došlo k depozici oxidu křemičitého ve formě malých nanočástic (~ 1 nm), zatímco v případě membrán PVA/SiO2/GA se vytvořily větší, submikronové částice (> 25 nm). Nasákavost vody u membrán PVA/SiO2 se zvyšovala s teplotou, avšak u membrán PVA/SiO2/GA došlo při teplotách nad 50 °C k jejich úplnému rozpuštění. Lze proto vyvodit závěr, že přidání GA zhoršilo vlastnosti PVA/SiO2 membrán. Tepelná stabilita membrán PVA/SiO2 se zvyšovala se zvyšujícím se obsahem oxidu křemičitého, přičemž maximální zbytková hmotnost při pyrolýze činila 46 % u vzorku PVA/SiO2/4T. Také DMA profily ukázaly slibný nárůst elastického modulu z 6 MPa (PVA membrána) na 1015 MPa (PVA/SiO2/4T) při 250 °C, což ukazuje na vysokou mechanickou pevnost těchto membrán.
Abstrakt EN: We prepared polyvinyl alcohol (PVA)/SiO2 and PVA/SiO2/Glutaraldehyde (GA) nanocomposite membranes in a single step using the solution casting method. The structure, morphology, and properties of these nanocomposite membranes were characterized by Raman spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), small- and wide-angle X-ray scattering (SAXS/WAXS), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic mechanical analysis (DMA). The influence of silica and GA loading on the meso-scale characteristics of the composite membranes was investigated. The results showed that silica deposited in the form of small nanoparticles (~ 1nm) in the PVA/SiO2 membranes, while bigger submicron particles (> 25 nm) were formed in the PVA/SiO2/GA membranes. The water uptake of the PVA/SiO2 membranes increased with temperature, but the PVA/SiO2/GA membranes were completely dissolved above 50 °C. We can therefore conclude that the addition of GA deteriorated the properties of PVA/SiO2 membranes. The thermal stability of the PVA/SiO2 membranes increased with increasing silica loading with a maximum char yield of 46% for PVA/SiO2/4T. Even DMA profiles indicated a promising increase in ER (rubbery modulus) from 6 MPa (PVA membrane) to 1015 MPa (PVA/SiO2/4T) at 250 °C, showing high mechanical strength of these membranes.
Klíčová slova

Zpět

Patička