МРТ исследование процессов замерзания воды и таяния льда в полимерных композиционных мембранах
| Parent link: | Полимерные материалы и технологии.— , 2015- Т. 6, № 4.— 2020.— [С. 20-29] |
|---|---|
| Other Authors: | , , , , |
| Summary: | Заглавие с экрана Полимерные композиционные мембраны, полученные методом электроформования, находят широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей структуре и уникальным свойствам. Однако, вследствие высокой сорбционной активности изделия на основе таких мембран подвержены негативному влиянию атмосферной влаги в условиях знакопеременного температурного воздействия. В данной работе представлены новые полимерные композиционные мембраны с улучшенными водоотталкивающими свойствами, сочетающие слои гидрофобных и гидрофильных волокнистых материалов. Впервые проведены МРТ исследования процессов замерзания воды и таяния льда в них. Детально изучены качественная и количественная стороны протекающих процессов. Обнаружено, что водопоглощение в композиционных мембранах осуществляется исключительно за счет слоев гидрофильного материала. Исследование также показало, что скорость протекания процессов замерзания/таяния оказалась чувствительна к присутствию гидрофобных слоев: обнаружено, что введение слоев гидрофобных волокон в композит приводит к существенному снижению скорости замерзания и таяния. Полученный результат демонстрирует возможности метода МРТ для исследования и диагностики полимерных волокнистых материалов и процессов замерзания/таяния в них, а также показывает пути оптимизации свойств готовых полимерных материалов для арктических и иных практических приложений. Electrospun polymer composite membranes are very attractive for many industrial applications due to their special structure and properties. However, high sorption capacity of fibrous material results in noticeable moisture content in the membranes which then, being exposed to natural environment, suffer from the freeze/thawing cycling. In this work, the new polymer composite membranes with advanced water resistance due to a layered hydrophobic/hydrophilic structure were manufactured via electrospinning. Using these membranes the NMR imaging study of water freezing and ice thawing were carried out for the first time. In result, the qualitative and quantitative character of the processes was elucidated. Thus, it was found out that the water uptake in membranes occurs solely due to the hydrophilic layers. From the other hand, the hydrophobic layers play a major role, affecting the rate of freeze/thawing: introduction the hydrophobic material into membranes structure makes the freeze/thawing front propagation slow down. The results obtained demonstrate the advantages of the NMR imaging as a tool for studying and control of the polymer fibrous materials, processes of water sorption, and water freezing/thawing occurring under the natural environment conditions. New results also show the routes of polymer materials optimization for arctic and other practical applications. |
| Language: | Russian |
| Published: |
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://elibrary.ru/item.asp?id=44632438 https://doi.org/10.32864/polymmattech-2020-6-4-20-29 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=665280 |
MARC
| LEADER | 00000naa0a2200000 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 665280 | ||
| 005 | 20250923141343.0 | ||
| 035 | |a (RuTPU)RU\TPU\network\36479 | ||
| 035 | |a RU\TPU\network\18432 | ||
| 090 | |a 665280 | ||
| 100 | |a 20210908d2020 k||y0rusy50 ca | ||
| 101 | 0 | |a rus | |
| 102 | |a BY | ||
| 135 | |a drcn ---uucaa | ||
| 181 | 0 | |a i | |
| 182 | 0 | |a b | |
| 200 | 1 | |a МРТ исследование процессов замерзания воды и таяния льда в полимерных композиционных мембранах |d NMR imaging study of water freezing and ice thawing in polymer composite membranes |f Е. В Морозов, Е. Н. Больбасов, С. И. Горенинский [и др.] | |
| 203 | |a Текст |c электронный | ||
| 300 | |a Заглавие с экрана | ||
| 320 | |a [Библиогр.: 23 назв.] | ||
| 330 | |a Полимерные композиционные мембраны, полученные методом электроформования, находят широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своей структуре и уникальным свойствам. Однако, вследствие высокой сорбционной активности изделия на основе таких мембран подвержены негативному влиянию атмосферной влаги в условиях знакопеременного температурного воздействия. В данной работе представлены новые полимерные композиционные мембраны с улучшенными водоотталкивающими свойствами, сочетающие слои гидрофобных и гидрофильных волокнистых материалов. Впервые проведены МРТ исследования процессов замерзания воды и таяния льда в них. Детально изучены качественная и количественная стороны протекающих процессов. Обнаружено, что водопоглощение в композиционных мембранах осуществляется исключительно за счет слоев гидрофильного материала. Исследование также показало, что скорость протекания процессов замерзания/таяния оказалась чувствительна к присутствию гидрофобных слоев: обнаружено, что введение слоев гидрофобных волокон в композит приводит к существенному снижению скорости замерзания и таяния. Полученный результат демонстрирует возможности метода МРТ для исследования и диагностики полимерных волокнистых материалов и процессов замерзания/таяния в них, а также показывает пути оптимизации свойств готовых полимерных материалов для арктических и иных практических приложений. | ||
| 330 | |a Electrospun polymer composite membranes are very attractive for many industrial applications due to their special structure and properties. However, high sorption capacity of fibrous material results in noticeable moisture content in the membranes which then, being exposed to natural environment, suffer from the freeze/thawing cycling. In this work, the new polymer composite membranes with advanced water resistance due to a layered hydrophobic/hydrophilic structure were manufactured via electrospinning. Using these membranes the NMR imaging study of water freezing and ice thawing were carried out for the first time. In result, the qualitative and quantitative character of the processes was elucidated. Thus, it was found out that the water uptake in membranes occurs solely due to the hydrophilic layers. From the other hand, the hydrophobic layers play a major role, affecting the rate of freeze/thawing: introduction the hydrophobic material into membranes structure makes the freeze/thawing front propagation slow down. The results obtained demonstrate the advantages of the NMR imaging as a tool for studying and control of the polymer fibrous materials, processes of water sorption, and water freezing/thawing occurring under the natural environment conditions. New results also show the routes of polymer materials optimization for arctic and other practical applications. | ||
| 461 | |t Полимерные материалы и технологии |d 2015- | ||
| 463 | |t Т. 6, № 4 |v [С. 20-29] |d 2020 | ||
| 510 | 1 | |a NMR imaging study of water freezing and ice thawing in polymer composite membranes |z eng | |
| 610 | 1 | |a электронный ресурс | |
| 610 | 1 | |a труды учёных ТПУ | |
| 610 | 1 | |a магнитно-резонансная томография | |
| 610 | 1 | |a полимеры | |
| 610 | 1 | |a мембраны | |
| 610 | 1 | |a электроформование | |
| 610 | 1 | |a влагопоглощение | |
| 610 | 1 | |a замерзание | |
| 610 | 1 | |a таяние | |
| 610 | 1 | |a polymers | |
| 610 | 1 | |a membranes | |
| 610 | 1 | |a electrospinning | |
| 610 | 1 | |a water sorption | |
| 610 | 1 | |a freezing | |
| 610 | 1 | |a thawing | |
| 701 | 1 | |a Морозов |b Е. В | |
| 701 | 1 | |a Больбасов |b Е. Н. |c физик |c старший научный сотрудник Томского политехнического университета, кандидат технических наук |f 1981- |g Евгений Николаевич |3 (RuTPU)RU\TPU\pers\30003 |9 14454 | |
| 701 | 1 | |a Горенинский |b С. И. |c химик |c инженер Томского политехнического университета |f 1993- |g Семен Игоревич |3 (RuTPU)RU\TPU\pers\34974 | |
| 701 | 1 | |a Юрков |b Г. Ю. |g Глеб Юрьевич | |
| 701 | 1 | |a Бузник |b В. М. |c химик-технолог |c профессор Томского политехнического университета, доктор наук |f 1945- |g Вячеслав Михайлович |3 (RuTPU)RU\TPU\pers\42158 | |
| 712 | 0 | 2 | |a Национальный исследовательский Томский политехнический университет |b Инженерная школа ядерных технологий |b Научно-образовательный центр Б. П. Вейнберга |3 (RuTPU)RU\TPU\col\23561 |
| 801 | 2 | |a RU |b 63413507 |c 20230131 |g RCR | |
| 856 | 4 | |u https://elibrary.ru/item.asp?id=44632438 | |
| 856 | 4 | |u https://doi.org/10.32864/polymmattech-2020-6-4-20-29 | |
| 942 | |c CF | ||