кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
В данной работе изучен процесс функционализации частиц диоксида кремния, полученного из материала растительного происхождения, полиметилметакрилатом. Рассматривается получение диоксида кремния (SiO2) из альтернативного, дешевого сырья натурально происхождения, а именно, из рисовой шелухи, так как в ней содержание SiO2 достигает 25-30% масс. Получение диоксида кремния из рисовой шелухи происходит в несколько этапов. Для этого исходную рисовую шелуху обрабатывают сначала кислотным раствором H2SO4 слабой концентрации для удаления загрязнений и примесей, затем проводится щелочной гидролиз на основе раствора NaOH. Для осаждения аморфного кремнезема и удаления остатков щелочной среды, используют более концентрированный раствор H2SO4, после полученный подкисленный раствор промывают несколько раз дистиллированной водой для снижения концентрации и удаления избытка кислоты, а остаток центрифугируют, высушивают в вакуумной печи и измельчают до тонкодисперсного порошка. После измельченный порошок диоксида кремния (SiO2), полученный из рисовой шелухи, модифицируют полиметилметакрилатом (ПММА) в процессе полимеризации. По истечению нескольких дней материал высушивают в вакуумной печи и измельчают до тонкодисперсного порошка. Для подтверждения процесса образования полимерной оболочки ПММА на частицах SiO2, проводились исследования краевого угла смачивания, не модифицированного порошка и модифицированного, методом сидячей капли в жидкой фазе дистиллированной воды; также был проведен анализ методом ИК-Фурье спектроскопии, для более точной идентификации функциональных изменений на поверхности материала; методом сканирующей электронной микроскопии изучали преобразование поверхности порошка после создания полимерной оболочки на основе ПММА. В результате исследований выявили, что модифицирование не только увеличивает гидрофобность поверхности, но также способствует более равномерному распределению частиц SiO2, предотвращая их агломерацию, что в дальнейшем может оказать положительное влияние на прозрачность итогового материала, а также способствовать улучшению взаимодействия с различными полимерными матрицами.
This paper examines the functionalization of plant-based silicon dioxide particles with polymethyl methacrylate. We examine the production of silicon dioxide (SiO2) from an alternative, inexpensive, natural raw material-namely, rice husks-as their SiO2 content reaches 25-30% by weight. Silicon dioxide is obtained from rice husks in several stages. The rice husks are first treated with a weak acidic H2SO4 solution to remove contaminants and impurities, followed by alkaline hydrolysis using a NaOH solution. A more concentrated H2SO4 solution is used to precipitate amorphous silica and remove residual alkaline media. The resulting acidified solution is then washed several times with distilled water to reduce the concentration and remove excess acid. The residue is centrifuged, dried in a vacuum oven, and ground to a fine powder. After milling, silicon dioxide (SiO2) powder obtained from rice husks is modified with polymethyl methacrylate (PMMA) during polymerization. After several days, the material is dried in a vacuum oven and ground to a fine powder. To confirm the formation of the PMMA polymer shell on SiO2 particles, wetting angle studies were conducted on unmodified and modified powder using the sessile drop method in the liquid phase of distilled water. Fourier transform infrared spectroscopy analysis was also performed to more accurately identify functional changes on the material surface. Scanning electron microscopy was used to study the transformation of the powder surface after the formation of the PMMA-based polymer shell. The studies revealed that modification not only increases the surface hydrophobicity but also promotes a more uniform distribution of SiO2 particles, preventing their agglomeration. This may subsequently have a positive effect on the transparency of the final material, as well as contribute to improved interaction with various polymer matrices.