PREPARATION OF NEW HARD ELASTIC POLYMERIC MATERIAL BASED ON ULTRA-HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A novel approach for the preparation of hard elastic polymeric material based on ultra-high molecular weight polyethylene via the strategy of crazing of polymers has been proposed. This approach includes the process of deformation of the pristine films of ultra-high molecular weight polyethylene via environmental intercrystallite crazing mechanism and subsequent low-temperature spontaneous strain recovery upon stress relaxation. As a result, the material acquires new properties typical for hard elastic materials: restoration of the porous structure upon secondary loading in air up to ~20 vol. % with pore sizes in the nanometer range (up to 10 nm), high reversibility of deformation (50−85%), the effect of opening and closing pores upon cyclic loading. The mechanism of this phenomenon has been proposed and the areas of practical applications of such mechanoresponsive material have been indicated.

About the authors

О. V. Аrzhakova

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Author for correspondence.
Email: arzhakova8888@gmail.com
Russian, 119991, Moscow

А. Yu. Yarusheva

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Email: arzhakova8888@gmail.com
Russian, 119991, Moscow

A. I. Nazarov

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Email: arzhakova8888@gmail.com
Russian, 119991, Moscow

А. А. Dolgova

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Email: arzhakova8888@gmail.com
Russian, 119991, Moscow

A. L. Volynskii

Lomonosov Moscow State University, Faculty of Chemistry

Email: arzhakova8888@gmail.com
Russian, 119991, Moscow

References

  1. Kurtz S.M. The UHMWPE handbook: Ultra-high molecular weight polyethylene in total joint replacemen. 1st edition. San Diego, CA, USA: Elsevier, 2004. 396 p.
  2. Hussain M., Naqvi R.A., Abbas N.R., Khan S.M., Nawaz S., Hussain A., Zahra N., Khalid M.W. // Polymers. 2020. V. 12. № 2. P. 323. https://doi.org/10.3390/polym12020323
  3. Ahmed D.S., El-Hiti G.A., Yousif E., Ali A.A., Hame-ed A.S. // J. Polym. Res. 2018. V. 25. P. 75. https://doi.org/10.1007/s10965-018-1474-x
  4. Samad M.A., Sinha S.K. // Tribol. Let. 2010. V. 38. P. 301−311. https://doi.org/10.1007/s11249-010-9610-8
  5. Salimon A.I., Statnik E.S., Zadorozhnyy M.Yu., Sena-tov F.S., Zherebtsov D.D., Safonov A.A., Korsunsky A.M. // Materials. 2019. V. 12. № 13. P. 2195. https://doi.org/10.3390/ma12132195
  6. Submicron porous materials. Bettotti P. (Ed.). Springer, 2017. 346 p.
  7. Sprague B.S. // J. Macromol. Sci., Part B. 1973. V. 8. P. 157–187. https://doi.org/10.1080/00222347308245798
  8. Xie J.Y., Xu R.J., Lei C.H. // Chinese J. Polym. Sci. 2020. V. 38. № 12. P. 1325−1334. https://doi.org/10.1007/s10118-020-2432-8
  9. Lin Y., Li X., Meng L., Chen X., Lv F., Zhang Q., Zhang R., Li L. // Macromolecules. 2018. V. 51. № 7. P. 2690−2705. https://doi.org/10.1021/acs.macromol.8b00255
  10. Lin Y., Li X., Chen X., An M., Zhang Q., Wang D., Chen W., Sun L., Yin P., Meng L., Li L. // Polymer. 2019. V. 184. P. 121930. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.121930
  11. Okkelman I.A., Dolgova A.A., Banerjee S., Kerry J.P., Volynskii A., Arzhakova O.V., Papkovsky D.B. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. № 15. P. 13587−13592. https://doi.org/10.1021/acsami.7b00405
  12. Arora P., Zhang Z. // Chem. Rev. 2004. V. 104. № 10. P. 4419−4462. https://doi.org/10.1021/cr020738u
  13. Elyashevich G., Karpov E., Kozlov A. // Macromol. Symp. 1999. V. 147. № 1. P. 91−101. https://doi.org/10.1002/masy.19991470110
  14. Xie J., Xu R., Lei C. // Polymer. 2018. V. 158. № 5. P. 10−17. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2018.10.047
  15. Stribeck N., Zeinolebadi A., Fakirov S., Bhattacharyya D., Botta S. // Sci. Technol. Adv. Mater. 2013. V. 14. № 3. P. 035006. https://doi.org/10.1088/1468-6996/14/3/035006
  16. Arzhakova O.V., Nazarov A.I., Solovei A.R., Dolgova A.A., Kopnov A.Yu., Chaplygin D.K., Tyubaeva P.M., Yarysheva A.Yu. // Membranes. 2021. V. 11. P. 834−852. https://doi.org/10.3390/membranes11110834
  17. Arzhakova O.V., Kovalenko S.M., Kopnov A.Yu., Naza-rov A.I., Kopnova T.Yu., Shpolvind N.A., Tyubaeva P.M., Cherdyntseva T.A., Yarysheva A.Yu., Dolgova A.A., Volynskii A.L. // Rus. J. Gen. Chem. 2021. V. 91. № 11. P. 2249–2256. https://doi.org/10.1134/S1070363221110104
  18. Arzhakova O.V., Kopnov A.Yu., Nazarov A.I., Dolgova A.A., Volynskii A.L. // Polymer. 2020. V. 186. 122020. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.122020
  19. Volynskii A.L., Bakeev N.F. Surface phenomena in the structural and mechanical behaviour of solid polymers. London, New York: Taylor & Francis, 2016. 526 p.
  20. Arzhakova O.V., Dolgova A.A., Yarysheva A.Yu., Nikishin I.I., Volynskii A.L. // ACS Appl. Polym. Mater. 2020. V. 2. № 6. P. 2338–2349. https://doi.org/0.1021/acsapm.0c00288
  21. Deblieck R.A.S., van Beek D.J.M., Remerie K., Ward M.I. // Polymer. 2011. V. 52. № 4. P. 2979−2990. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2011.03.055
  22. Yarysheva A.Yu., Bagrov D.V., Kechek’yan P.A., Rukh-lya E.G., Bakirov A.V., Yarysheva L.M., Chvalun S.N., Volynskii A.L. // Polymer. 2019. V. 169. P. 234−242. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.02.066
  23. Roenko A.O., Trofimchuk E.S., Efimov A.V., Armeev G.A., Nikonorova N.I., Nikolaev A.Yu., Volynskii A.L. // Polym. Sci., Ser. A. 2021. V. 63. № 5. P. 471–484. https://doi.org/10.1134/S0965545X21050126
  24. Racherla V., Lopez-Pamies O., Castaneda P.P. // Mech. Mater. 2010. V. 42. № 4. P. 451−468. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2009.11.005
  25. Arzhakova O.V., Dolgova A.A., Rukhlya E.G., Volyn-skii A.L. // Polymer. 2019. V. 161. P. 151–161. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2018.12.018

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (26KB)
3.

Download (342KB)
4.

Download (54KB)
5.

Download (103KB)

Copyright (c) 2023 О.В. Аржакова, А.Ю. Ярышева, А.И. Назаров, А.А. Долгова, А.Л. Волынский

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».