Low-Temperature Ion-Plasma Pretreatment of Fibrous Systems during the Creation of Composite Heterogeneous Membranes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this paper, the objects of study are heterogeneous cation-exchange materials Polykon, obtained on a fibrous system that has undergone preliminary preparation by low-temperature high-frequency argon plasma at power of 400 W for 10 min at a pressure of 5 × 10–5 mbar. As a fibrous system, a fabric made of novolac phenol-formaldehyde fibers—Kynol was used. The surface of the fibrous system before and after plasma treatment using scanning electron microscopy was studied. The hydrophilic/hydrophobic balance was examined on the surface of a fabric made of phenol-formaldehyde novolac fibers—Kynol (before and after treatment) and on heterogeneous cation-exchange materials Polykon, it was noted that on the treated FS and materials, a decrease in the rate of change in the work of wetting was observed. The paper presents the characteristic IR spectra of the samples under study, as well as a thermogravimetric analysis of heterogeneous cation-exchange materials Polykon (obtained on fibers before and after plasma treatment). The presented results indicate a significant effect of low-temperature ion-plasma treatment on the structure of novolac phenol-formaldehyde fibers and Polykon materials based on them.

About the authors

D. V. Terin

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Email: m_kardash@mail.ru
Russia, Saratov

M. M. Kardash

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Author for correspondence.
Email: m_kardash@mail.ru
Russia, Saratov

T. A. Turaev

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Email: m_kardash@mail.ru
Russia, Saratov

D. V. Ainetdinov

Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Email: m_kardash@mail.ru
Russia, Saratov

References

  1. Tewari P.K. Nanocomposite. Membrane. Technology. Fundamentals and applications. Boca Raton: CRC Press, 2016. 312 p.
  2. Nanostructured polymer membranes / ed. by P.M. Visakh, O. Nazarenko. Wiley, 2016. 527 p.
  3. Membranes science and technology series, V. 14. Elsevier B.V., 2011. 373 p.
  4. Advanced membranes science and technology for sustainable energy and environmental applications / by ed. Angelo Basile, Suzana Pereira Nunes. Woodhead Publishing Ltd., 2011. 818 p.
  5. Membranes technology. A practical guide to membrane technology and applications in food and bioprocessing. Elseveir Ltd., 2010. 289 p.
  6. Advanced membrane technology and application / Ed. by Nerman N. Li. et al. Wiley, 2008. 994 p.
  7. Апель П.Ю., Велизаров С., Волков А.В., Елисеева Т.В., Никоненко В.В., Паршина А.В., Письменская Н.Д., Попов К.И., Ярославцев А.Б. Фаулинг и деградация мембран в мембранных процессах // Мембраны и мембранные технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 81–106.
  8. Сарапулова В.В., Титорова В.Д., Никоненко В.В., Письменская Н.Д. Транспортные характеристики гомогенных и гетерогенных ионообменных мембран в растворах NaCl, CaCl2 и Na2SO4 // Мембраны и мембранные технологии. 2019. Т. 9 № 3. С. 198–213.
  9. Sarapulova V., Shkorkina I., Mareev S., Pismenskaya N., Kononenko N., Larchet C., Dammak L., Nikonenko V. Transport Characteristics of Fujifilm Ion-Exchange Membranes as Compared to Homogeneous Membranes АМХ and СМХ and to Heterogeneous Membranes MK-40 and MA-41 // Membranes. 2019. V. 9. P. 84.
  10. Garbassi K., Morra M., Ochiello E. Polymer Surfaces: From Physics to Technology, Revis ed and Updated Edition // Polymer Surfaces. New York, USA. 1994. 462 p.
  11. Осада И. Плазменная полимеризация и плазменная обработка полимеров // Высокомолек. соед. 1988. Т (А)XXX. № 9. С. 1815–1831.
  12. Danmei Sun Surface Modification of Natural Fibers Using Plasma Treatment / In book Biodegradable Green Composites Editor(s): Susheel Kalia, Ch. 2. 2016. P. 1–27. https://doi.org/10.1002/9781118911068.ch2
  13. Sanja Ercegović Ražić, Ružica, Čunko, Lorenzo Bautista, Vili Bukošek Plasma effect on the chemical structure of cellulose fabric for modification of some functional properties // Procedia Engineering. 2017. V. 200. P. 333–340.
  14. Luis Alfonso Can-Herrera, Andrés Iván Oliva, José Manuel, Cervantes-Uc Enhancement of chemical, physical, and surface properties of electrospun PCL/PLA blends by means of air plasma treatment // Polym Eng Sci. 2022. V. 62. P. 1608–1618. https://doi.org/10.1002/pen.25949
  15. Елинсон В.М., Слепцов В.В., Дмитриев С.Н., Кравец Л.И. Ионно-плазменная модификация полимерных трековых мембран – создание новых материалов для технологии микроэлектроники // https:// inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/32/ 051/32051670.pdf
  16. Абдуллина В.Х., Давлетбаев Р.С. Плазменные методы активации поверхности полиолефиновых волокон // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. № 4 (3). 201. С. 656–659.
  17. Сергеева Е.А., Букина Ю.А., Ибатуллина А.Р. Влияние плазменной обработки на физико-механические свойства волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена // Вестник Казанского технологического университета. 2012. С. 116–119.
  18. Фазылова Д.И., Зенитова Л.А., Штейнберг Е.М., Абдуллин И.Ш. Изучение влияния плазмообразующего газа на структуру текстильных волокон // Вестник Казанского технологического университета, 2011. С. 52–57.
  19. Сергеева Е.А., Зенитова Л.А., Ершов И.П., Шаехов М.Ф. Зависимость прочности связи армирующего наполнителя с матрицей от параметров плазменной обработки // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 89–91.
  20. Ершов И.П., Сергеева Е.А., Зенитова Л.А., Абдуллин И.Ш. Влияние плазменной обработки на поверхностные свойства стекловолокна // Вестник Казанского технологического университета. 2013. С. 97–99.
  21. http://www.kynol.de/.
  22. Application of viscose nonwoven fabrics as a fibrous frame of Polykon mosaic membranes / Kardash M.M., Terin D.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2020. V. 2. № 1. P. 63–69.
  23. Influence of the Process Parameters of Obtaining Polykon Mosaic Membranes on Their Structure and Properties / Terin D.V., Tsylyaev S.V., Cherkasov V.V., Kardash M.M. // Fibre Chemistry. 2022. V. 53. № 6. P. 434–436.
  24. Kardash M.M., Aleksandrov G.V., Vol’fkovich Y.M. Intentional regulation of the structure and properties of Polykon materials // Fibre Chemistry. 2011. V. 42. № 5. P. 308–312.
  25. Surface Science Instruments [Электронный ресурс] // Biolin Scientific [Электронный ресурс]: [сайт]. – URL: www.biolinscientific.com (дата обращения: 15.03.2023). – Загл. с экрана. – Яз. англ.
  26. Features of synthesis of anion exchange matrix “Polykon A” with oxidated ultrafine additives on lavsan textile bases / Strilets I.D., Kardash M.M., Terin D.V., Tsyplyayev S.V., Druzhinina T.V. // Membranes and Membrane Technologies. 2020. V. 2. № 5. P. 325–331.
  27. Sumit Parvate, Prakhar Dixit. Sujay Chattopadhyay Superhydrophobic surfaces: insights from theory and experiment // The Journal of Physical Chemistry B. 2020. V. 124. № 8. P. 1323–1360. https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.9b08567
  28. Пономарева М.А., Шрагер Г.Р., Якутенок В.А. Использование уравнения Дюпре–Юнга для решения задачи о растекании жидкости при ограниченном смачивании // Вестник Томского государственного университета. 2008. № 1 (2). С. 90–96.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (1MB)
3.

Download (2MB)
4.

Download (1MB)
5.

Download (736KB)
6.

Download (62KB)
7.

Download (83KB)
8.

Download (31KB)

Copyright (c) 2023 Д.В. Терин, М.М. Кардаш, Т.А. Тураев, Д.В. Айнетдинов

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».