Влияние предварительной лазерной обработки на формирование наноструктурированного углерода на поверхности хлорированного поливинилхлорида при воздействии мощного ионного пучка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследованы особенности формирования поверхностной морфологии хлорированного поливинилхлорида (чистого и с добавкой катализатора – ферроцена) при воздействии мощного ионного пучка наносекундной длительности после предварительной (перед облучением) импульсной лазерной обработки поверхности полимера. Установлено, что морфология облученной мощным ионным пучком поверхности хлорированного поливинилхлорида после предварительной импульсной лазерной обработки поверхности существенно отличается от морфологии облученной мощным ионным пучком поверхности хлорированного поливинилхлорида после предварительной стационарной термической обработки. Предварительная импульсная лазерная обработка с нарастающей мощностью приводит к увеличению пористости поверхностного слоя чистого хлорированного поливинилхлорида после облучения мощным ионным пучком, в то время как предварительная стационарная термическая обработка этого полимера после облучения позволяет получить различную поверхностную морфологию, включая волокна (в том числе полимерные) разного диаметра. Предварительная стационарная термическая обработка хлорированного поливинилхлорида с добавкой ферроцена (Fe(C5H5)2) приводит к уменьшению диаметра образующихся под действием мощного ионного пучка углеродных нановолокон (при увеличении температуры обработки). При предварительной импульсной лазерной обработке наблюдали увеличение пористости обработанного слоя и небольшое увеличение доли образующихся нановолокон большего диаметра. Для объяснения полученных различий для импульсной лазерной и стационарной термической предварительной обработки проанализировано влияние скорости нагрева полимера на особенности разложения хлорированного поливинилхлорида.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. С. Ковивчак

Институт радиофизики и физической электроники ОНЦ СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kvs_docent@mail.ru
Россия, 644024, Омск

С. А. Матюшенко

Омский научный центр СО РАН

Email: kvs_docent@mail.ru
Россия, 644024, Омск

Список литературы

  1. Lin J., Peng Z., Liu Y., Ruiz-Zepeda F., Ye R., Samu- el E.L.G., Yacaman M.J., Yakobson B.I., Tour J.M. // Nat. Comm. 2014. V. 5. P. 5714. https://www.doi.org/10.1038/ncomms6714
  2. Dai X., Wu J., Qian Z., Wang H., Jian J., Cao Y., Rummeli M.H., Yi Q., Liu H., Zou G. // Sci. Adv. 2016. V. 2. P. 1601574. https://www.doi.org/10.1126/sciadv.1601574.
  3. Lamberti A., Serrapede M., Ferraro G., Fontana M., Perrucci F., Bianco S.,Chiolerio A., Bocchini S. // 2D Mater. 2017. V. 4. P. 035012. https://www.doi.org/10.1088/2053-1583/aa790e
  4. Liu M., Wu J., Cheng H. // Sci. China Technol. Sci. 2022. V. 65. P. 41. https://www.doi.org/10.1007/s11431-021-1918-8
  5. Liu F., Wang G., Ding X., Luo S. // Composites Comm. 2021. V. 25. P. 100714. https://www.doi.org/10.1016/j.coco.2021.100714
  6. Delacroix S., Wang H., Heil T., Strauss V. // Adv. Electron. Mater. 2020. V. 6. P. 2000463. https://www.doi.org/10.1002/aelm.202000463
  7. Rahimi R., Ochoa M., Ziaie B. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. V. 8. P. 16907. https://www.doi.org/10.1021/acsami.6b02952
  8. Zhang Z., Song M., Hao J., Wu K., Li C., Hu C. // Carbon. 2018. V. 127. P. 287. https://www.doi.org/10.1016/j.carbon.2017.11.014
  9. Vivaldi F.M., Dallinger A., Bonini A., Poma N., Sem-branti L., Biagini D., Salvo P., Greco F., Francesco F.D. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2021. V. 13. P. 30245. https://www.doi.org/10.1021/acsami.1c05614
  10. Wang Y., Zhao Y., Qu L. // J. Energy Chem. 2021. V. 59. P. 642. https://www.doi.org/10.1016/j.jechem.2020.12.002
  11. Beckham J.L., Li J.T., Stanford M.G., Chen W., McHugh E.A., Advincula P.A., Wyss K.M., Chyan Y., Boldman W.L., Rack P.D., Tour J.M. // ACS Nano. 2021. V. 15. P. 8976. https://www.doi.org/10.1021/acsnano.1c01843
  12. Ковивчак В.С., Кряжев Ю.Г., Запевалова Е.С. // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. Вып. 3. С. 84. https://www.doi.org/10.1134/S1063785016020103
  13. Ковивчак В.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 7. С. 69. https://www.doi.org/10.1134/S0207352819070084
  14. Kovivchak V.S., Kryazhev Yu.G., Trenikhin M.V., Arbuzov A.B., Zapevalova E.S., Likholobov V.A. // Appl. Surf. Sci. 2018. V. 448. P. 642. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.04.093
  15. Ковивчак В.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 4. С. 35. https://www.doi.org/10.31857/S102809602004007X
  16. Ковивчак В.С., Арбузов А.Б., Тренихин М.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 7. С. 47. https://www.doi.org/10.31857/S1028096020070134
  17. Elakesh E.O., Hull, T.R. Price D., Carty P. // J. Vinyl Additive Technol. 2003. V. 9. P. 116. https://www.doi.org/10.1002/vnl.10073
  18. Liebman S.A., Ahlstrom D.H., Quinn E.J., Geigley A.G., Meltjsrey J.T. // J. Polym. Sci: Part A-1 1971. V. 9. P. 1921. https://www.doi.org/10.1002/pol.1971.150090711
  19. Ozaki J.-I., Watanabe T., Nishiyema Y. // J. Phys. Chem. 1993. V. 97. P. 1400. https://www.doi.org/10.1021/j100109a024
  20. Yao K., Gong J., Zheng J., Wang L., Tan H., Zhang G., Yichao L., Na H., Chen X.,Wen X., Tang T. // J. Phys. Chem. C. 2013. V. 117. P. 17016. https://www.doi.org/10.1021/jp4042556
  21. Han X.G., Miao S.M., Zhu X.P., Le M.K. // Appl. Surf. Sci. 2007. V. 253. P. 5425. https://www.doi.org/10.1016/j.apsusc.2006.12.024

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. РЭМ-изображение поверхности чистого ХПВХ после предварительной лазерной обработки (а, б –линия 2, в, г –линия 3) и однократного облучения МИП с плотностью тока 150 А/см2.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. РЭМ-изображение поверхности ХПВХ с добавкой ферроцена после предварительной лазерной обработки (а, б – линия 1, в, г – линия 3) и однократного облучения МИП с плотностью тока 150 А/см2.

Скачать (1MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024