Электрофильно-нуклеофильные свойства как фактор формирования антифрикционных и гидрофобных свойств металлов, поверхностно-модифицированных аммониевыми и кремнийорганическими соединениями
Аннотация
Стабилизация функциональных свойств дисперсных и компактных металлов, а также регулирование их реакционной способности, улучшение водоотталкивающих, антифрикционных и антикоррозионных свойств за счет создания защитных пленок на поверхности является актуальной проблемой получения новых материалов. Более ранние исследования, проведенные в НОЦ «Нанотехнологии» Горного университета (СПГУ), показали, что совместная хемосорбция паров этилгидридсилоксана и поверхностно-активных веществ на основе четвертичных аммониевых
соединений благотворно влияет на водоотталкивающие свойства металлов. Для физико-химического обоснования механизма гидрофобизации поверхности и антифрикционного эффекта модифицированных дисперсных металлов впервые проведено исследование электрофильно-нуклеофильных свойств активных веществ-модификаторов, наносимых на металл, с использованием метода квантово-химического моделирования в программном комплексе
HyperChem. Определены дипольный момент, энергия высшей занятой и низшей вакантной молекулярных орбиталей, электрофильно-нуклеофильные свойства. Получены серии возрастания нуклеофильных/электрофильных свойств и дипольного момента для модификаторов. Определены донорно-акцепторные свойства, различия в характеристиках молекул активных веществ алкамона, триамона и гидрофобной кремнийорганической жидкости. Установлены закономерности формирования гидрофобных и антифрикционных свойств компонентов систем индустриальное
масло И-20 – поверхностно-модифицированный металл с различными электрофильно-нуклеофильными свойствами наносимых веществ
Скачивания
Литература
Syrkov A. G., Bazhin V. Yu., Mustafaev A. S. Nanotekhnologiya i nanomaterialy. Fizicheskie i mineral’no-syr’evye aspekty [Nanotechnology and nanomaterials. Physical and mineral aspects]. St. Petersburg: Politekh-Press Publ.; 2019. 244 p. (In Russ.)
Syrkov A. G., Pleskunov I. V., Kavun V. S., Taraban V. V., Kushchenko A. N. Changes in the sorption properties of dispersed copper containing ammonium compounds in the surface layer resulting from interaction with water vapours. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2019;21(1): 146–154. https://doi.org/10.17308/kcmf.2019.21/725 (In Russ., abstract in Eng.)
Silivanov M. O. Adsorbtsionnye i kislotnoosnovnye svoistva metallov, soderzhashchikh na poverkhnosti organogidridsiloksan i ammonievye soedineniya i ikh vliyanie na antifriktsionnyi effekt [Adsorption and acid-base properties of metals containing organohydridesiloxane and ammonium compounds on the surface and their influence on the antifriction effect]. Diss. Cand. Chem. Sciences / Saint Petersburg: Saint-Petersburg State Institute of Technology; 2018. 108 p. Available at: https://search.rsl.ru/ru/record/01008716048 (In Russ.)
Syrkov A. G., Silivanov M. O., Sychev M. M., Rozhkova N. N. Alteration of the acid-base properties of the oxidized surface of disperse aluminum during the adsorption of ammonium compounds and the antifriction effect. Glass Physics and Chemistry. 2018;44(5): 474–479. https://doi.org/10.1134/s1087659618050206
Remzova E. V. Nelineinost’ khimiko-organicheskikh svoistv poverkhnostno-modifitsirovannykh metallov i geterogennykh sistem na ikh osnove [Nonlinearity of chemical-organic properties of surface-modified metals and heterogeneous systems based on the]. Diss. Cand. Chem. Sciences / Voronezh: Voronezh State University; 2013. 140 p. Available at: https://search.rsl.ru/ru/record/01005058782
Slobodov A. A., Syrkov A. G., Yachmenova L. A., Prokopchuk N. R., Kavun V. S. Effect of temperature on solid-state hydride metal synthesis according to thermodynamic modeling. Journal of Mining Institute. 2019;239(5): 550–555. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.5.550
Pleskunov I. V., Prokopchuk N. R., Syrkov A. G., Kabirov V. R. Water-repellent properties of copper powder modified by ammonium compounds during long-term treatment with saturated water vapor. Proceedings of BSTU Series 2: Chemical technologies. Biotechnology. Geoecology. 2019;2: 98–105. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=40802132 (In Russ., abstract in Eng.)
Korobochkin V. V., Potgieter J. H., Usoltseva N. V., Dolinina A. S., An V. V. Thermal preparation and characterization of nanodispersed copper-containing powders produced by non-equilibrium electrochemical oxidation of metals. Solid State Sciences, 2020;108: 106434. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106434
Inamdar A. I., Pathak A., Usman M., Chiou K. R., Tsai P. H., Mendiratta S., Lu K. L. Highly hydrophobic metal–organic framework for self-protecting gate dielectrics. Journal of Materials Chemistry A. 2020;8(24): 11958–11965. https://doi.org/10.1039/d0ta00605j
Berezhnoi Y. M., Lipkin V. M., Likhota A. D. The influence of polyelectrolytes on the properties of ultramicron and nanosized powders of copper. Materials Science Forum. 2018;945: 505–508. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.945.505
Khananashvili L. M., Andrianov K. A. Tekhnologiya elementoorganicheskikh monomerov i oligomerov [Technology of organoelement monomers and oligomers]. Moscow: Khimiya Publ.; 1983. 380 p. (In Russ.)
Ignat’ev V. M., Emel’yanova N. S., Sanina N. A. Quantum chemical modeling in the system polyvinylpyrrolidone – cation of the dinitrosyl iron complex. Russian Chemical Bulletin. 2020;69(12): 2265–2269. https://doi.org/10.1007/s11172-020-3045-7
Gribanov E. N., Markov O. I., Khripunov Yu. V. Quantum chemical modeling bismuth-based clusters. Materials Physics and Mechanics. 2020;43(1): 72–83. https://doi.org/10.18720/MPM.4312020_9 (In Russ.,abstract in Eng.)
St. John P. C., Guan Y., Kim Y., Etz B. D., Kim S., Paton R. S. Quantum chemical calculations for over 200,000 organic radical species and 40,000 associated closed-shell molecules. Scientific Data. 2020;7(1): 244. https://doi.org/10.1038/s41597-020-00588-x
Grambow C. A., Li Y. P., Green W. H. Accurate thermochemistry with small data sets: A bond additivity correction and transfer learning approach. The Journal of Physical Chemistry A. 2019;123(27): 5826–5835. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.9b04195
Kumer A, Sarker M, Paul S. The theoretical investigation of HOMO, LUMO, thermophysical properties and QSAR study of some aromatic carboxylic acids using HyperChem programming. International Journal of Chemistry and Technology. 2019;3(1): 26–37. https://doi.org/10.32571/ijct.478179
Clark T. A handbook of computational chemistry: A practical guide to chem. structure a. energy calculations. New York: Wiley; 1985. 332 p.
Nechaev I. V., Vvedenskii A. V. Quantum chemical modeling of the interaction in MeN(H2O)M (Me = Cu, Ag, Au; N = 1–3; M = 1, 2) system. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2019;21(1): 105–115. https://doi.org/10.17308/kcmf.2019.21/722 (In Russ., abstract in Eng.)
Kim A. M. Organicheskaya khimiya [Organic chemistry]. Novosibirsk: Izdatel’stvo Novosibirskogo un-ta Publ.; 2002. 844 p. (In Russ.)
Lowell S., Shields J. E. Adsorption isotherms. In: B. S. Powder Surface Area and Porosity. Dordrecht: Springer; 1984. 320 p. https://doi.org/10.1007/978-94-009-5562-2_3
Roberts M. W, McKee C. S. Chemistry of the metal-gas interface. Toronto: Clarendon Press; New York: Oxford University Press; 1978. 594 p.
Salem R. R. Fizicheskaya khimiya: Nachala teoreticheskoi elektrokhimii [Physical Chemistry: Beginnings of Theoretical Electrochemistry]. Moscow: Lenand Publ.; 2021. 320 p. (In Russ.)
Pozhidaeva S. V., Ageeva L. S., Ivanov A. M. Comparative analysis of zinc and tin oxidation with acids at room temperatures. Journal of Mining Institute. 2018;235(1): 38–46. https://doi.org/10.31897/pmi.2019.1.38
Abramzon A. A. Poverkhnostnoaktivnye veshchestva. Sintez, analiz, svoistva, primenenie [Surfactants. Synthesis, analysis, properties, application]. Leningrad: Khimiya Publ.; 1988. 200 p. (In Russ.)
Hussein O. A., Khudhair D. M., Aljbar A. A. A. A. IR spectroscopic study of triiodosilane (SiHI3) by using semi-empirical quantum program. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1818 (1): 012014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1818/1/012014
Pleskunov I. V., Syrkov A. G., Kabirov V. R. Quantum-chemical modeling of quaternar y ammonium compounds for modification of metal surface (Book Chapter). In: New Materials: preparation, properties and applications in the aspect of nanotechnology. New York: Nova Science Publishers, Inc; 2020. p. 75–84.
Copyright (c) 2021 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
