ВЛИЯНИЕ ГИДРОКСИЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОКИСЛЕННОГО АЛЮМИНИЯ НА МЕХАНИЗМ АДГЕЗИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПОЛЯРНЫМ И НЕПОЛЯРНЫМ ПОЛИМЕРАМИ: МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
Рубрики: 1. ХИМИЯ
Авторы:
1.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
2.
КНИТУ
3.
КНИТУ
4.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
5.
КНИТУ
6.
КНИТУ; KNRTU
7.
КНИТУ
Тип:
Статья
Страницы:
с 42
по 55
Статус:
Опубликован
Получено:
14.01.2026
Одобрено:
09.02.2026
Опубликовано:
26.02.2026
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
АДГЕЗИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ГИДРОКСИЛИРОВАННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА, ОКИСЛЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, СИСТЕМА АДГЕЗИВ-СУБСТРАТ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ
Аннотация:
Методами молекулярной динамики исследованы адгезионные взаимодействия между полимерами (адгезивами) и поверхностью алюминия (субстрата). В качестве адгезивов рассмотрены полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и атактический полипропилен (ПП), характеризующиеся различными кислотно-основными свойствами. В качестве субстрата рассмотрены окисленная (γ-Al2O3) и гидроксилированная (γ-Al2O3-OH) поверхности алюминия. Механизмы и прочность адгезионного взаимодействия в системах адгезив-субстрат проанализированы с использованием функций радиального распределения и работы адгезии. Установлено, что модели ПЭТФ со степенью полимеризации n = 90 и ПП с n = 20 являются наиболее близкими к реальным адгезивам, поскольку рассчитанные значения плотности и температуры стеклования находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Показано, что система ПЭТФ-γ-Al2O3 образуется за счет специфических взаимодействий функциональных групп (атомы кислорода сложноэфирной группы и атомы углерода ароматического фрагмента) ПЭТФ с атомами поверхности γ-Al2O3, в то время как в системе ПП-γ-Al2O3 основной вклад в образование системы адгезив-субстрат вносят неспецифические (водородные связи) межмолекулярные взаимодействия. Установлено, что гидроксилирование поверхности γ-Al2O3 приводит к изменению механизма адгезионного взаимодействия: для ПЭТФ происходит уменьшение прочности взаимодействия вследствие образования только водородных связей между атомами ПЭТФ и γ-Al2O3-OH, тогда как для ПП прочность адгезионного взаимодействия увеличивается за счет увеличения числа водородных связей.
Методами молекулярной динамики исследованы адгезионные взаимодействия между полимерами (адгезивами) и поверхностью алюминия (субстрата). В качестве адгезивов рассмотрены полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и атактический полипропилен (ПП), характеризующиеся различными кислотно-основными свойствами. В качестве субстрата рассмотрены окисленная (γ-Al2O3) и гидроксилированная (γ-Al2O3-OH) поверхности алюминия. Механизмы и прочность адгезионного взаимодействия в системах адгезив-субстрат проанализированы с использованием функций радиального распределения и работы адгезии. Установлено, что модели ПЭТФ со степенью полимеризации n = 90 и ПП с n = 20 являются наиболее близкими к реальным адгезивам, поскольку рассчитанные значения плотности и температуры стеклования находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными. Показано, что система ПЭТФ-γ-Al2O3 образуется за счет специфических взаимодействий функциональных групп (атомы кислорода сложноэфирной группы и атомы углерода ароматического фрагмента) ПЭТФ с атомами поверхности γ-Al2O3, в то время как в системе ПП-γ-Al2O3 основной вклад в образование системы адгезив-субстрат вносят неспецифические (водородные связи) межмолекулярные взаимодействия. Установлено, что гидроксилирование поверхности γ-Al2O3 приводит к изменению механизма адгезионного взаимодействия: для ПЭТФ происходит уменьшение прочности взаимодействия вследствие образования только водородных связей между атомами ПЭТФ и γ-Al2O3-OH, тогда как для ПП прочность адгезионного взаимодействия увеличивается за счет увеличения числа водородных связей.
Ключевые слова:
АДГЕЗИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ГИДРОКСИЛИРОВАННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА, ОКИСЛЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, СИСТЕМА АДГЕЗИВ-СУБСТРАТ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ
АДГЕЗИОННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ, ГИДРОКСИЛИРОВАННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА, ОКИСЛЕННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ АЛЮМИНИЯ, СИСТЕМА АДГЕЗИВ-СУБСТРАТ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ
