Изучение термических свойств органо-неорганических композитов с четвертичными аминогруппами на основе магадиита

Abstract

Магадиит – слоистый силикат, слои которого состоят из тетраэдров SiO4 и гидратированных подвижных катионов, находящихся между этими слоями; в большинстве случаев такими катионами являются катионы натрия. В его структуре присутствует 3 слоя силиконовых тетраэдров. Наличие у магадиита в межслоевом пространстве подвижных катионов натрия делают его способным к химической модификации. Синтез органо-неорганических композитов можно осуществлять через привитие аминосиланов к межслоевым гидрооксильным группам магадиита. Неорганическая основа в виде слоистого магадиита позволит использовать эти композиты в более широком диапазоне температур в отличии от их органических аналогов. Целью работы было изучение термических свойств органо-неорганических композитов с четвертичными аминогруппами на основе магадиита. Объектами исследования являлись органо-неорганические композиты с четвертичными аминогруппами на основе магадиита НММСl (магадиит, модифицированный хлоридом N-триметоксисилилпропил–N,N,N-триметиламмония) и НММI (магадиит, модифицированный иодидом N-диметилметоксисилилпропил–N,N,N-триэтиламмония). Термические свойства синтезированных композитов были исследованы с помощью термогравиметрического метода анализа и метода ИК-спектроскопии диффузного отражения в режиме «in situ» в процессе непрерывного нагревания образцов до достижения определенных температур. Выбор температур ИК-исследования обуславливался положением максимумов на термограммах гибридных материалов. В работе были получены и проанализированы термогравиметрические кривые и ИK-спектры диффузного отражения магадиита модифицированного аминосиланами с четвертичными аминогруппами. Определены предполагаемые этапы многостадийного процесса разложения органо-неорганических композитов и их температурные диапазоны. Предложено, что процесс разложения органо-неорганических композитов с четвертичными аминогруппами на основе магадиита состоит из дегидратации, деструкции привитого органического слоя с восстановлением свободных силанольных групп, распада связанных водородной связью силанольных групп с дальнейшим их дегидроксилированием. Максимальная температура, до которой исследуемые гибридные материалы сохраняют свои свойства, составила T≤130°C, что практически почти в два раза выше температуры органических аналогов – анионообменников.