ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАТЕКСНОГО КОМПОЗИТА, СОДЕРЖАЩЕГО НАНОРАЗМЕРНЫЙ НИТРИД БОРА

Нитрид бора представляет собой инертное вещество, обладающие высокой термостойкостью. Применяется для производства огнеупорных материалов и термостойких керамик, в качестве защитных покрытий на различных поверхностях и нанодобавок в композиционные материалы, широко используемое в машиностроении, ядерной энергетике. В современной медицине покрытия нитрида бора получили совершенно новое применение в качестве экономичного и эффективного средства очистки сточных вод от антибиотиков[1,2]. Так в работе [2] покрытия из нитрида бора были использованы для борьбы с бактериями штаммов E. coli K-26 и Neurosporacrassa. В последующих работах для усиления антибактериального действия покрытия были модифицированы оксидами железа и серебром. В данной работе гексагональный нитрид бора был использован как добавка в латексную смесь на основе натурального каучука. Предполагалось, что введение нитрида бора, как антифрикционного материала снизит коэффициент трения латексной пленки и проявит антибактериальные свойства, что может быть полезно для медицинских изделий (катетеры, оболочек зондов для эндоскопических исследований).

Натуральный латекс представляет собой млечный сок каучуконосных растений, содержащий 35-40% сухого вещества, по химическому составу это цис-1,4 (полиизопрен). Натуральный латекс известен своими высокими показателями эластичности и износостойкости. Наиболее часто используется для создания медицинских перчаток и других изделий, наполнителей матрасов и водоэмульсионной краски, а также для пропитки корда, тканей при производстве резино-технических изделий и шин, производства оболочек метеорологических зондов.

В работе использовали латекс «Ревультекс» (тип PV) - предвулкани-зованный латекс, содержащий вулканизующую группу, готовый к применению, гексагональный нитрид бора (чистота порошка 99,9%, размер частиц 100нм). Нами было отработано две технологии получения пленок из латекса: метод простого высушивания - пленкообразование при испарении воды из тонкого слоя латексной композиции и метод ионного отложения-пленкообразование под воздействием коагулянтов, нанесенных на поверхность форм. После этого пленки подвергали вулканизации в термостате при температуре 60°С в течение 50 минут. Толщина пленки латекса «Ревультекс» полученного методом высушивания составила 0,014мм, а методом ионного отложения - 0,455мм. Последняя технология была выбрана как основная. Были исследованы пленки из латекса, содержащие 1, 3, 10 % мас. BN. Для стабилизации систем добавляли небольшие количества водного раствора ПАВ лаурилсульфат натрия с концентрацией 0,05%. Нитрид бора вводили в латексную композицию в виде водного раствора, предварительно подвергая активации в ультразвуковом генераторе И-100 при частоте 20886Гц в течение 2 минут.

В ходе работы были определены размеры частиц и дзета-потенциалы растворов нитрида бора и латекса на наносайзере Zetasizer Nano ZS Malvern. Были получены ИК-спектры латексных пленок на ИК-спектрометре i-Red 7800u-L. Перед проведением испытания на наносайзере смеси предварительно разбавили в 10000 раз. Показания размера частиц латекса разбавленного в 10000 раз составило 580нм, а нитрида бора разбавленного в том же соотношении - 510нм. Дзета-потенциалы латекса и нитрида бора разбавленных в 10000 составили -46мВ и -45,4мВ соответственно.

ИК-спектры снимали при разрешении 4см^-1 в режимах пропускания, диапазон 4000-5000см^-1. Применяли аподизацию Happ-Genze, усиление сигнала 4, количество сканов 20, саму съемку осуществляли на НПВО specac quest с алмазным столиком.

Рисунок 1. Ик-спектр латекса «Ревультекс» с 3% нитридом бора

Из рис.1 мы видим характерные для полимеров пики, указывающие на наличие - (на спектрах поглощения 2975-2950, 1470-1435 и 1385-1370см^-1) и - группы (при поглощениях 2940-2915 и 2870-2845см^-1), и отчетливый пик талька (при поглощении 1000см^-1), перекрывающего диапазон поглощения нитрида бора. Полосы 1375-1245, присутствующие в спектрах исходного латекса и латекса с нитридом бора, принадлежат разным типам деформационных колебаний CH₃ и CH₂-групп. Поглощение при 808 и 1360см^-1 соответствует гексагональному нитриду бора. В спектре кристаллического нитрида h-BN в области 400-4000см^-1 присутствуют две полосы: с максимумами 1370см^-1 полоса внутри плоскостных колебаний атомов бора и азота и 817см^-1 полоса межплоскостных колебаний атомов в решетке.