Хроматография и масс-спектрометрия в исследовании Флуралита™ и металлосодержащих композитов на его основе

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Разработан и апробирован комплекс хроматографических и масс-спектрометрических методов, позволяющий наиболее полно охарактеризовать продукты деструкции политетрафторэтилена Флуралиттм во всех агрегатных состояниях. Экспериментально определены и рассчитаны с помощью молекулярно-статистического метода значения термодинамических характеристик адсорбции модельных низкомолекулярных фторуглеродов на энергетически однородной поверхности сажи. Изучены процессы образования характеристических ионов Флуралитатм в различных режимах ионизации до и после механохимической активации его смесей с металлами или неметаллами. Обнаружено, что введение в состав Флуралитатм порошков кремния, бора, вольфрама или магния существенно влияет на состав продуктов его термодеструкции. Деполимеризация фторопласта с образованием молекул насыщенных и ненасыщенных фторуглеродов с массами до 3000 Дa характерна для Флуралитатм, механохимически активированного в присутствии кремния.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Ульянов

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: akburyak@mail.ru
Россия, Москва

И. А. Полунина

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: akburyak@mail.ru
Россия, Москва

А. К. Буряк

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: akburyak@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Адаменко Н.А., Больбасов Е.Н., Бузник В.М., Вавилова С.Ю., Гнеденков С.В., Дяченко В.И., Зибарева И.В., Игнатьева Л.Н., Игумнов С.М., Казуров А.В., Кирюхин Д.П., Кичигина Г.А., Кумеева Т.Ю., Кущ П.П., Машталяр Д.В., Мельник О.А., Назаров В.Г., Никитин Л.Н., Охлопкова А.А., Пророкова Н.П., Сафронова Е.Ю., Серов С.А., Синебрюхов С.Л., Слепцова С.А., Соколов В.И., Столяров В.П., Твердохлебов С.И., Хатипов С.А., Цветников А.К., Шиц Е.Ю., Ярославцев А.Б. Фторполимерные материалы. В.М. Бузник (ред.). Томск: Изд-во НТЛ, 2017. 600 с.
  2. Ebnesajjad S., Khaladkar P.R. Fluoropolymer applications in the chemical processing industries: The definitive userʹs guide and handbook. N.-Y.: Elsevier, 2017. 592 с.
  3. Puts G., Crouse P., Ameduri B. Thermal degradation and pyrolysis of polytetrafluoroethylene. In: Handbook of fluoropolymer science and technology. Smith D.W. Jr., Iacono S.T., Iyer S.S. (eds.). Hoboken, New-Jersey: John Wiley & Sons, 2014. P. 81–104. https://doi.org/10.1002/9781118850220.ch5
  4. Abiodun S., Krishnamoortri R., Bhowmick A.K. // J. Appl. Polym. Sci. 2025. V. 142. № 5. e56452. https://doi.org/10.1002/app.56452
  5. Liu Y., Wang H., Shan W. // Acta Mater. Compos. Sin. 2024. V. 41. № 9. P. 5032–5038. https://doi.org/10.13801/j.cnki.fhclxb.20240521.003
  6. Shundrina I.K., Osʹkina I.A., Odintsov D.S., Gismatulin A.A., Azarov I.A., Shundrin L.A., Gritsenko V.A. // Mendeleev Commun. 2024. V. 34. P. 667–669. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2024.09.013
  7. Малкин А.И., Занозин В.М., Кононенко М.М., Топоров Ю.П., Шумихин Т.А., Цивадзе А.Ю. // ДАН. 2011. Т. 436. № 4. С. 470–473.
  8. Бузник В.М. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. 52. № 3. С. 7–12.
  9. Игнатьева Л.Н., Мащенко В.А., Горбенко О.М., Бузник В.М. // Хим. физика. 2023. Т. 42. № 11. С. 23–38. https://doi.org/10.31857/S0207401X23110031
  10. Нефедов Н.И., Гусева М.А., Хасков М.А, Игнатьева Л.Н., Бузник В.М. // Высокомолек. соед. А. 2017. Т. 59. № 4. С. 331–340. https://doi.org/10.7868/S2308112017040034
  11. Бузник В.М., Горбенко О.М., Игнатьева Л.Н., Цветников А.К., Машталяр Д.В. // Перспективные материалы. 2007. № 6. С. 56–59.
  12. Liu J.P., Zhang H.R., Yan Q.L. // Def. Technol. 2023. V. 24. P. 46–57. https://doi.org/10.1016/j.dt.2022.03.010
  13. Tao J., Wang X.F. // RSC Adv. 2023. V. 13. P. 20457–20466. https://doi.org/10.1039/D3RA02509H
  14. Yu Z., Li Y., Guo T., Zhang J., Wu S., Huang J., Song J., Fang X. // J. Mater. Eng. Perform. 2019. V. 28. P. 7493–7501. https://doi.org/10.1007/s11665-019-04397-1
  15. Бузник В.М., Фомин В.М., Алхимов А.П. Металлополимерные нанокомпозиты (получение, свойства, применение). Ляхов Н.З. (ред.). Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. 260 c.
  16. Ou Y., Wu J., Du X., Zhang H., He Z. // Vacuum. 2019. V. 165. P. 163–171. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.04.027
  17. Цветников А.К., Бузник В.М., Матвеенко Л.А. Способ получения тонкодисперсного политетрафторэтилена, содержащая его смазочная композиция и концентрат смазочной композиции. Патент РФ № 2100376. 1997.
  18. Салдин В.И., Цветников А.К., Бузник В.М. Способ получения ультрадисперсного политетрафторэтилена и дисперсия на его основе. Патент РФ № 2212418. 2003.
  19. ООО Флуралит синтез (интернет). Доступно по: https://fluralit.ru (ссылка активна на 31.03.2025).
  20. Рахимов А.И. Химия и технология фторорганических соединений. М.: Химия, 1986.
  21. Améduri B., Hori H. // Chem. Sci. Rev. 2023. V. 52. № 13. P. 4208–4247. https://doi.org/10.1039/d2cs00763k
  22. Ларин И.К. Химическая физика озонового слоя. М.: ГЕОС, 2013. 159 с.
  23. Vipin N. // Intern. J. Refrigeration. 2021. № 122. P. 156–170. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.20.20.10.309
  24. Белякова Л.Д., Буряк А.К., Ларионов О.Г. // Физикохимия поверхности и защита материалов. 2013. Т. 49. № 6. С. 551–574. https://doi.org/
  25. Баскин З.Л. Промышленный аналитический контроль. Хроматографические методы анализа фтора и его соединений. М.: Энергоатомиздат, 2008. 224 с.
  26. Буряк А.К. // Успехи химии. 2002. Т. 71. № 8. С. 788–800. https://doi.org/10.1070/rc2002v071n08abeh000711
  27. Fedorova E.S., Stavrianidi A.N., Minenkova I.V., Buryak А.К. // Symmetry. 2021. V. 13. № 9. P. 1681–1691. https://doi.org/10.3390/sym13091681
  28. Матюшин Д.Д., Карнаева А.Е., Буряк А.К. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 3. С. 324–329. https://doi.org/10.31857/S004445372003022X
  29. Хмельницкий Р.А., Лукашенко И.М., Бродский Е.С. Пиролитическая масс-спектрометрия высокомолекулярных соединений. М.: Химия, 1980. 279 с.
  30. Алимпиев С.С., Гречников А.А., Никифоров С.М. // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. № 2. С. 207–212. https://doi.org/10.3367/UFNr.201502f.0207
  31. Шолохова А.Ю., Малкин А.И., Буряк А.К. // Журн. физ. химии. 2021. Т. 95. № 2. С. 272–278. https://doi.org/10.31857/S0044453721020242
  32. Arakawa R., Kawasaki H. // Anal. Chem. 2010. V. 26. P. 1229–1240. https://doi.org/10.2116/analsci.26.1229
  33. NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69. Linstrom P.J., Mallard W.G. (eds.) (интернет). Доступно по: https://webbook.nist.gov/chemistry/ (ссылка активна на 31.03.2025). https://doi.org/10.18434/T4D303
  34. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. М.: Бином, 2003. 703 с.
  35. Дашевский В.Г. Конформационный анализ органических молекул. М.: Химия, 1982. 272 с.
  36. Puts G., Crouse P. // J. Fluorine Chem. 2014. V. 168. P. 260–267. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2014.08.012
  37. Gustavsson J.P.R., Segal S., Dolbier W.R., Ameduri B., Kostov G. // Combust. Sci. Technol. 2006. V. 178. P. 2097–2114. https://doi.org/10.1080/00102200600860681
  38. Буряк А.К., Гарькин В.П., Редькин Н.А., Сердюк Т.М., Ульянов А.В. Молекулярно-статистические расчеты термодинамических характеристик адсорбции изомеров: учебное пособие. Самара: Изд-во “Универс групп”, 2008.
  39. Бузник В.М., Гришин М.В., Вопилов Ю.Е., Игнатьева Л.Н., Терехов А.С., Слободюк А.Б. // Перспективные материалы. 2010. № 1. С. 63–67.
  40. Цветников А.К., Уминский А.А. Способ переработки политетрафторэтилена. Авт. свид. РФ № 1775419. 1992.
  41. Игнатьева Л.Н., Курявый В.Г., Цветников А.К., Бузник В.М. // Журн. структур. химии. 2002. Т. 43. № 5. С. 821–826.
  42. Павлов А.Д., Суховерхов С.В., Цветников А.К. // Вестн. ДВО РАН. 2013. № 5. С. 39–43.
  43. Ignatieva L., Kuryaviy V., Tsvetnikov A., Bouznik V. // J. Phys. Chem. Solids. 2007. V. 68. № 5–6. P. 1106–1111. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.02.004
  44. Гракович П.Н., Иванов Л.Ф., Калинин Л.А., Рябченко И.Л., Толстопятов Е.М., Красовский А.М. // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. о-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. 52. № 3. С. 97–105.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость lnK1 от температуры Т–1: (а) для фторбензолов (1 – гексафторбензол, 2 – тетрафторбензол, 3 – 1,4-дифторбензол, 4 – фторбензол); (б) для фтортолуолов (1 – пентафторхлорбензол, 2 – пентафтортолуол, 3 – парафтортолуол, 4 – метафтортолуол).

Скачать (122KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость lnK1 от Т–1 для изомеров дифтордифенила: 2,2ʹ- (1), 2,3ʹ- (2), 2,4ʹ- (3), 3,3ʹ- (4), 3,4ʹ- (5), 4,4ʹ- (6) соответственно.

Скачать (62KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Хроматограммы, полученные при разделении смеси изомеров дифтордифенила на колонках с графитированной термической сажей (а) и DB-5 (б): 2,2ʹ- (1), 2,3ʹ- (2), 2,4ʹ- (3), 3,3ʹ- (4), 3,4ʹ- (5), 4,4ʹ- (6) соответственно.

Скачать (103KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Хроматограмма газообразных продуктов термодеструкции флуралита при 400°С (колонка Порапак, скорость повышения температуры 20 град мин–1 в интервале 30–250°С).

Скачать (62KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Масс-термограммы ионов с m/z 69 (а), 131 (б) и 169 (в) в спектре флуралита с магнием до (1) и после (2) механохимической активации смеси.

Скачать (155KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Масс-спектр ЛДИ флуралита с вольфрамом до (а) и после (б) механохимической активации.

Скачать (169KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025