Использование микросферических стеклянных добавок в качестве промоутеров ультрафиолетового разложения полимеров

Авторы

  • Кирилл Львович Левин Военная академия связи имени С. М. Будённого https://orcid.org/0000-0002-1050-6609
  • Альберт Константинович Хрипунов Филиал Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» — Институт высокомолекулярных соединений https://orcid.org/0000-0002-6613-5528
  • Джуд Иро Университет Цинциннати https://orcid.org/0000-0003-0778-4023
  • Данте Батточи Университет штата Северная Дакота https://orcid.org/0000-0001-5952-3189

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-153X-2025-6-4-182-187

Ключевые слова:

УФ-разлагаемые пластмассы, биополимеры, микросферическое стекло, стимуляторы деградации, электрохимическая импедансная спектроскопия

Аннотация

В данном исследовании методом электрохимической импедансной спектроскопии изучалось влияние микросферических стеклянных добавок на стимулированную ультрафиолетом деградацию пленок полиметилметакрилата. Установлено, что УФ-облучение ускоряет деградацию полимера, в то время как микросферическое стекло усиливает этот процесс за счет светоконцентрации и каталитической активности. Электрохимическая импедансная спектроскопия показывает снижение импеданса в пленках с микросферическим стеклом после длительного облучения, указывая на ускоренное разрушение покрытия по сравнению с чистым полиметилметакрилатом. Примененный подход, таким образом, показывает перспективность использования микросферических стеклянных добавок для изготовления пластиков, способных ускоренно разрушаться под воздействием факторов окружающей среды.

Библиографические ссылки

Ashpina, O. (2014) Bioplastmassovoe budushchee [Bioplastic future]. Khimicheskij zhurnal — The Chemical Journal, 3, 62–65. (In Russia)

Bastioli, C. (ed.). (2005) Handbook of biodegradable polymers. Berlin; Boston: De Gruyter Publ. [Online]. Available at: http://dx.doi.org/10.1515/9781501511967 (accessed 12.05.2025). (In English)

Bettini, S., Boutet-Robinet, E., Cartier, C. et al. (2017) Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis, initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon. Scientific Reports, 7, article 40373. https://doi.org/10.1038/srep40373 (In English)

Chen, Z., Zhang, S., Zheng, W. et al. (2025) Influence of hollow glass microspheres on the performance of lightweight ultra-high performance concrete and mixture proportion optimization. Construction and Building Materials, 472, article 140938. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.140938 (In English)

Dresvin, S. V., Amouroux, J. (2007) Heat and mass transfer in plasma jets. Advances in Heat Transfer, 40, 451–521. https://doi.org/10.1016/S0065-2717(07)40005-3 (In English)

Ganesan, K., Marimuthu, G. S., Hansda, S. et al. (2025) Fatigue crack growth rate behaviour of aluminium matrix composites reinforced with hollow glass microsphere. International Journal of Fatigue, 190, article 108628. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2024.108628 (In English)

Iroh, J. O., Levine, K. L. (2003) Capacitance of the polypyrrole/polyimide composite by electrochemical impedance spectroscopy. Journal of Power Sources, 117 (1–2), 267–272. https://doi.org/10.1016/S0378-7753(03)00356-2 (In English)

Launer, P. J., Arkles, B. (2013) Infrared analysis of organosilicon compounds: Spectra-structure correlations. In: Silicon compounds: Silanes and silicones. Morrisville: Gelest Publ., pp. 175–178. (In English)

Lee, J.-Y., Tsai, M.-Ch., Chen, P.-Ch. et al. (2015) Thickness Effects on Light Absorption and Scattering for Nanoparticles in the Shape of Hollow Spheres. The Journal of Physical Chemistry C, 119 (46), 25754–25760. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.5b08435 (In English)

Levine, K. L., Fen, V., Nikonorova, N. N. et al. (2012) Studying corrosion protection with nanostructured polyimide coatings by electrochemical impedance spectroscopy. Smart Nanocomposites, 3 (1), 49–58. (In English)

Lin, F., Meng, X., Liao, L. et al. (2024) Bottom-up construction of defective TiO2 microspheres with hierarchical architectures and controlled crystallites for visible-light photocatalysis. Journal of Alloys and Compounds, 1008, article 176618. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2024.176618. (In English)

Ling, J., Li, D., Wang, X. (2023) Influence of refractive index contrast between microsphere lens and immersion medium on imaging resolution. Optik, 291, article 171267. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2023.171267 (In English)

Maity, A., Polshettiwar, V. (2015) Silica microspheres containing high density surface hydroxyl groups as efficient epoxidation catalysts. RSC Advances, 5 (76), 61329–61336. https://doi.org/10.1039/C5RA00374A (In English)

Nechifor, G., Totu, E. E., Nechifor, A. C. et al. (2020) Added value recyclability of glass fiber waste as photo-oxidation catalyst for toxic cytostatic micropollutants. Scientific Reports, 10, article 136. https://doi.org/10.1038/s41598-019-56836-7 (In English)

Peters, R. J. B., Bouwmeester, H., Gottardo, S. et al. (2016) Nanomaterials for products and application in agriculture, feed and food. Trends in Food Science & Technology, 54, 155–164. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.06.008 (In English)

Rudin, A., Choi, P. (2013) Biopolymers. In: The elements of polymer science and engineering. London: Academic Press, pp. 521–535. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-382178-2.00013-4 (In English)

Sasanpour, P., Mohammadpour, R. (2014) Theoretical calculation of scattering efficiency of isotropic and anisotropic scattering particles employed in nanostructured solar cells. Journal of Optics, 16 (5), article 055703. https://doi.org/10.1088/2040-8978/16/5/055703. (In English)

Shylesh, S., Singh, A. P. (2006) Heterogenized vanadyl cations over modified silica surfaces: A comprehensive understanding toward the structural property and catalytic activity difference over mesoporous and amorphous silica supports. Journal of Catalysis, 244 (1), 52–64. https://doi.org/10.1016/j.jcat.2006.08.002 (In English)

Strawbridge, K. B., Hallett, F. R. (1992) Polydisperse Mie theory applied to hollow latex spheres: An integrated light-scattering study. Canadian Journal of Physics, 70 (6), 401–406. https://doi.org/10.1139/p92-069 (In English)

Szaky, T. (2017) The push for bioplastics and the myth of biodegradability. Sustainable Brands. [Online]. Available at: https://sustainablebrands.com/read/the-push-for-bioplastics-and-the-myth-of-biodegradability (accessed 15.05.2025). (In English)

Tian, Zh., Zhou, Y., Li, Zh. et al. (2013) Generalized synthesis of a family of multishelled metal oxide hollow microspheres, Journal of Materials Chemistry A, 1 (11), 3575–3583. https://doi.org/10.1039/C3TA00427A (In English)

Yang, X. F., Tallman, D. E., Bierwagen et al. (2002) Blistering and degradation of polyurethane coatings under different accelerated weathering tests. Polymer Degradation and Stability, 77 (1), 103–109. https://doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00085-X (In English)

Yu, M., Hou, Y., Bai, M. et al. (2024) Lightweight composite from graphene-coated hollow glass microspheres for microwave absorption. Ceramics International, 50 (23, Part B), 50955–50964. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2024.10.007 (In English)

Zhou, C., Yu, H., Wang, L. et al. (2024) Enhancing optical performance of LED light diffusing plates through particle size and distribution control of organosilicone microspheres. Optical Materials, 151, article 115317. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.115317 (In English)

Загрузки

Опубликован

2025-12-24

Выпуск

Том 6 № 4 (2025)

Раздел

Condensed Matter Physics

Лицензия

Copyright (c) 2025 Кирилл Львович Левин, Альберт Константинович Хрипунов, Джуд Иро, Данте Батточи

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.

Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).

Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.