Synthesis, properties and applications of oxide, oxofluoride and fluoride carbon polymers

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The paper presents original methods of synthesis and results of fluorination of natural and artificial polymers using the example of wood, cellulose, lignin, graphite oxide, carbon nanotubes and perfluoroalkene. The synthesized compounds have been studied using scanning electron microscopy, energy dispersion spectroscopy, chromatography-mass spectrometry, X-ray photoelectron spectroscopy. Fluorocarbon compounds have been tested as energy-intensive cathode materials for lithium and sodium chemical current sources, piezoelectric materials, as well as hydrophobic, antifriction, anti-wear coatings.

About the authors

A. K. Tsvetnikov

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: tsvetnikov@ich.dvo.ru

L. A. Matveenko

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: la.la.matv@gmail.com

V. G. Kuryavyi

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: kvg@ich.dvo.ru

V. V. Korochentsev

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: vkoroch@mail.ru

D. P. Opra

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: ayacks@mail.ru

A. A. Sokolov

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: alexsokol90@mail.ru

V. S. Egorkin

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: egorkin@ich.dvo.ru

S. V. Gnedenkov

Institute of Chemistry, FEB RAS, Vladivostok, Russia

Email: svg21@hotmail.com

References

  1. Sandberg D., Kutnar A., Mantanis G. Wood modification technologies – a review.iForest–Biogeosciences and Forestry.2017;10(6):895–908.
  2. Nevarez L.A.M. et al. Biopolymer-based nanocomposites: effect of lignin acetylation in cellulose triacetate films.Sci. Technol. Adv. Mater.2011;12:1–16. doi: 10.1088/1468-6996/12/4/045006.
  3. Sarkanen K.V., Ludwig K.H. (Eds). Lignins. Moscow: Lesn. Prom-st’; 1975. 490 p. (In Russ.).
  4. Gribkov I.V. Chemical composition and structure of technical hydrolytic lignin: Diss. … Cand. of Chemistry: 05.21.03: approved 18.09.08. St. Petersburg; 2008. 142 p. (In Russ.).
  5. Method for producing a reagent-reducer of viscosity of drilling fluids: A. s. 1336531 USSR No. 3778357/04 / A.A. Uminsky, E.T. Karaseva, V.D. Gorodnov, T.L. Ermakova, P.S. Davydov, V.E. Oleynikov, A.K. Tsvetnikov, E.G. Ippolitov; declared 01.08.1984; published 10.09.1999, Bull. 25. Pt III. 629 p. (In Russ.).
  6. Method for producing a biocide based on lignin derivatives: Patent 2068417 Russian Federation No. 5031268/04 / A.K. Tsvetnikov, Yu.M. Kaplin; declared. 25.12.1991; published. 27.10.1996, Bull. 30. 341 p. (In Russ.).
  7. Tsvetnikov A.K., Ignatyeva L.N., Kaplin Yu.M., Buznik V.M. Processing of ligninusing conversion products and industrial waste.Chemistry for Sustainable Development. 2001;9:299–305. (In Russ.).
  8. Method for producing fluorinated carbon material: Patent 2036135 Russian Federation. No. 5042422/26 / A.K. Tsvetnikov, T.Yu. Nazarenko; declared 17.04.1992; published 27.05.1995, Bulletin 15. 142 p. (In Russ.).
  9. Opra D.P. et al. Electrode materials with improved characteristics for lithium and sodium electrochemical power sources: results and prospects.Vestnik of the FEB RAS.2021;(5):65–78. (In Russ.).
  10. Tkacheva N.I. et al. Cellulose modification is a promising direction in the creation of new materials.High-molecular Compounds. Series B.2013;55(8):1086–1107. (In Russ.). doi: 10.7868/S0507547513070179.
  11. Iijima S. Synthesis of Carbon Nanotubes.Nature.1991;354:56–58.
  12. Mickelson E.T. et al. Fluorination of single-wall carbon nanotubes.Chem. Phys. Lett.1998;296(1/2):188–194.
  13. Lee Y.-S. et al. Surface properties of fluorinated single-walled carbon nanotubes.J. Fluorine Chem.2003;120:99–104.
  14. Habasescu V.N. Covalent functionalization of carbon nanotubes: synthesis, properties and application of fluorinated derivatives.Uspekhi Chem.2011;80(8):239–760. (In Russ.).
  15. Tkachev A.G. et al. Strengthening of epoxy materials with fluorinated carbon nanotubes.Modern Problems of Science and Education.2014;(2). (In Russ.). URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12620 (date of access: 24.04.2025).
  16. Brodie B.C. On the atomic weight of graphite.Phil. Trans. R. Soc. Lond. A.1859;149:249–259.
  17. Hummers W.S., Offeman R.E. Preparation of Graphitic Oxide.J. Am. Chem. Soc.1958;80/6:1339–1339.
  18. Songfeng Pei et al. Green synthesis of graphene oxide by seconds timescale water electrolytic oxidation.Nature Communications.2018;9(1):1–9. https://doi.org/10.1038/s41467-017-02479-z
  19. Tsvetnikov A.K., Nazarenko T.Yu., Matveenko L.A., Mishchenko N.M. Effect of the intercalation stage on the composition and properties of graphite oxides.J. Inorg. Chem.1997;42(5):705–710. (In Russ.).
  20. Tsvetnikov A.K., Nazarenko T.Yu., Matveenko L.A., Nikolenko Yu.M. Synthesis and study of graphite fluoroxides.J. Inorg. Chem.1992;37(3):483–490. (In Russ.).
  21. Piezoelectric material: A. s. 1510635 Russian Federation No. 4352276/25 / Tsvetnikov A.K., Glukhomanyuk G.G., Volkov D.A.; declared 05.12.1987, published 10.09.1999, Bull. 25. 652 p. (In Russ.).
  22. Method for producing graphite oxyfluoride: a. s. 1683284 Russian Federation No. 4783588/26 / A.K. Tsvetnikov, A.A. Uminsky, A.F. Manukhin; declared 28.12.1989; published 10.09.1999, Bull. 25. 628 p. (In Russ.).
  23. Kharitonov A.P. Practical applications of the direct fluorination of polymers.J. Fluorine Chem.2000;(103):123–127.
  24. Kharitonov A.P. Direct fluorination of polymers – from fundamental research to industrial applications.Progress in Organic Coatings.2008;61:192–204. doi: 10.1016/j.porgcoat.2007.09.027.
  25. Nazarov V.G., Stolyarov V.P., Baranov V.A., Evlampieva L.A. Fluorinated rubbers with improved tribotechnical properties.Russian Chemical Journal.2008;52(3):45−55. (In Russ.).
  26. Slavyansky A.K. et al. Chemical technology of wood. Moscow; 1962. 581 p. (In Russ.).
  27. Pavlov A.D., Sukhoverkhov S.V., Tsvetnikov A.K. Using pyrolytic chromatograph mass spectrometry to determine the composition of Forum and its fractions.Vestnik of the FEB RAS.2011;(5):51–55. (In Russ.).
  28. Method for producing perfluoroparaffins: Patent. 2814664 Russian Federation No. 2023122237 / A.K. Tsvetnikov, L.A. Matveenko, V.S. Egorkin; declared. 25.08.2023, publ. 04.03.2024, Bull.7. 3 p. (In Russ.).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».