Published August 24, 2021 | Version v1
Publication Open

Polymer-Clay Nanocomposites: Exfoliation and Intercalation of Organophilic Montmorillonite Nanofillers in Styrene–Limonene Copolymer

Creators

  • 1. Université Oran 1 Ahmed Ben Bella
  • 2. Centre de Recherche sur l'Information Scientifique et Technique
  • 3. Instituto Politécnico de Leiria
  • 4. Université de Mostaganem

Description

Nanocomposites from Styrene-Limonene copolymers and Algerian organophilic-clay named Maghnite-CTA+ (Mag-CTA+), were prepared by in-situ polymerization using different amounts (2, 5, and 10% by weight) of clay and Azobisisobutyronitrile (AIBN) as a catalyst. The Mag-CTA+ is an organophilic silicate clay prepared through a direct exchange process, using Cetyltrimethylammonuim bromide (CTAB) in which it used as green nano-filler. The preparation method of nanocomposites was studied in order to determine and improve structural, morphological and thermal properties of Sty-Lim copolymer. The structure and morphology of the obtained nanocomposites (Sty-Lim/Mag) were determined using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM). The analyses confirmed the chemical modification of clay layers and the intercalation of Sty-Lim copolymer within the organophilic clay sheets. Exfoliated structure was obtained for the lower amount of clay (2 wt %), while intercalated structures were detected for higher amounts of clay (5 and 10 wt %). The thermal properties of the obtained nanocomposites were studied by thermogravimetric analysis (TGA) and show a significant improvement in the thermal stability compared with the pure copolymer. The obtained nanocomposites show an optimal degradation temperature of 320°C.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تحضير المركبات النانوية من البوليمرات المشتركة من الستيرين والليمونين والطين العضوي الجزائري المسمى Maghnite - CTA + (Mag - CTA +)، بواسطة البلمرة في الموقع باستخدام كميات مختلفة (2 و 5 و 10 ٪ بالوزن) من الطين و Azobisisobutyronitrile (AIBN) كمحفز. Mag - CTA + عبارة عن طين سيليكاتي آلف للمواد العضوية يتم تحضيره من خلال عملية التبادل المباشر، باستخدام بروميد سيتيل تريميثيلامونيوم (CTAB) حيث يستخدم كحشو نانو أخضر. تمت دراسة طريقة تحضير المركبات النانوية من أجل تحديد وتحسين الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والحرارية للبوليمر المشترك Sty - Lim. تم تحديد بنية ومورفولوجيا المركبات النانوية التي تم الحصول عليها (Sty - Lim/MAG) باستخدام مطياف فورييه للأشعة تحت الحمراء التحويلية (FTIR)، حيود الأشعة السينية (XRD)، المسح المجهري الإلكتروني (SEM) والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM). أكدت التحليلات التعديل الكيميائي لطبقات الطين وإقحام البوليمر المشترك Sty - Lim داخل صفائح الطين الآلفة للعضوية. تم الحصول على بنية مقشرة لكمية أقل من الطين (2 ٪ بالوزن)، في حين تم الكشف عن الهياكل المقحمة لكميات أعلى من الطين (5 و 10 ٪ بالوزن). تمت دراسة الخصائص الحرارية للمركبات النانوية التي تم الحصول عليها من خلال تحليل الجاذبية الحرارية (TGA) وأظهرت تحسنًا كبيرًا في الاستقرار الحراري مقارنة بالبوليمر المشترك النقي. تُظهر المركبات النانوية التي تم الحصول عليها درجة حرارة تحلل مثالية تبلغ 320 درجة مئوية.

Translated Description (French)

Les nanocomposites de copolymères de styrène-limonène et d'argile organophile algérienne nommée Maghnite-CTA + (Mag-CTA +), ont été préparés par polymérisation in situ en utilisant différentes quantités (2, 5 et 10 % en poids) d'argile et d'azobisisobutyronitrile (AIBN) comme catalyseur. Le Mag-CTA+ est une argile silicate organophile préparée par un procédé d'échange direct, en utilisant du bromure de Cetyltrimethylammonuim (CTAB) dans lequel il est utilisé comme nano-filler vert. La méthode de préparation des nanocomposites a été étudiée afin de déterminer et d'améliorer les propriétés structurelles, morphologiques et thermiques du copolymère Sty-Lim. La structure et la morphologie des nanocomposites obtenus (Sty-Lim/Mag) ont été déterminées en utilisant la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB) et la microscopie électronique à transmission (met). Les analyses ont confirmé la modification chimique des couches d'argile et l'intercalation du copolymère Sty-Lim au sein des feuilles d'argile organophile. La structure exfoliée a été obtenue pour la plus faible quantité d'argile (2 % en poids), tandis que les structures intercalées ont été détectées pour des quantités plus élevées d'argile (5 et 10 % en poids). Les propriétés thermiques des nanocomposites obtenus ont été étudiées par analyse thermogravimétrique (ATG) et montrent une amélioration significative de la stabilité thermique par rapport au copolymère pur. Les nanocomposites obtenus présentent une température de dégradation optimale de 320°C.

Translated Description (Spanish)

Los nanocompuestos de copolímeros de estireno-limoneno y arcilla organofílica argelina llamada Maghnite-CTA + (Mag-CTA +), se prepararon mediante polimerización in situ utilizando diferentes cantidades (2, 5 y 10% en peso) de arcilla y azobisisobutironitrilo (AIBN) como catalizador. El Mag-CTA+ es una arcilla de silicato organofílico preparada mediante un proceso de intercambio directo, utilizando bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) en el que se utiliza como nanocarga verde. Se estudió el método de preparación de nanocompuestos con el fin de determinar y mejorar las propiedades estructurales, morfológicas y térmicas del copolímero Sty-Lim. La estructura y morfología de los nanocompuestos obtenidos (Sty-Lim/Mag) se determinaron utilizando espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Los análisis confirmaron la modificación química de las capas de arcilla y la intercalación del copolímero Sty-Lim dentro de las láminas de arcilla organofílicas. La estructura exfoliada se obtuvo para la menor cantidad de arcilla (2% en peso), mientras que las estructuras intercaladas se detectaron para mayores cantidades de arcilla (5 y 10% en peso). Las propiedades térmicas de los nanocompuestos obtenidos se estudiaron mediante análisis termogravimétrico (TGA) y muestran una mejora significativa en la estabilidad térmica en comparación con el copolímero puro. Los nanocompuestos obtenidos muestran una temperatura de degradación óptima de 320 °C.

Files

S0965545X21050023.pdf.pdf

Files (1.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:81fed4a8b424220cf44dc26057bdb4de
1.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مركبات البوليمر- الطين النانوية: تقشير وتداخل حشوات مونتموريلونيت النانوية العضوية في بوليمر كوب الستيرين- الليمونين
Translated title (French)
Nanocomposites polymère-argile : exfoliation et intercalation de nano-charges organophiles de montmorillonite dans un copolymère de styrène-limonène
Translated title (Spanish)
Nanocompuestos de arcilla polimérica: exfoliación e intercalación de nanorrellenos organofílicos de montmorillonita en copolímero de estireno-limoneno

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3195991005
DOI
10.1134/s0965545x21050023

Is supplement to
https://openalex.org/W3044428826 (Other)
https://openalex.org/W2767957196 (Other)
https://openalex.org/W2370288000 (Other)
https://openalex.org/W2358791203 (Other)
https://openalex.org/W2356277579 (Other)
https://openalex.org/W2356160152 (Other)
https://openalex.org/W2261935126 (Other)
https://openalex.org/W2104568178 (Other)
https://openalex.org/W2070402483 (Other)
https://openalex.org/W2030977582 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Algeria

References

  • https://openalex.org/W1964536363
  • https://openalex.org/W1978837334
  • https://openalex.org/W1997301283
  • https://openalex.org/W2002038950
  • https://openalex.org/W2008805549
  • https://openalex.org/W2012605328
  • https://openalex.org/W2016720121
  • https://openalex.org/W2034056394
  • https://openalex.org/W2034391464
  • https://openalex.org/W2061225699
  • https://openalex.org/W2061405025
  • https://openalex.org/W2079962159
  • https://openalex.org/W2098905838
  • https://openalex.org/W2122404351
  • https://openalex.org/W2129639576
  • https://openalex.org/W2137312331
  • https://openalex.org/W2153414401
  • https://openalex.org/W2172465248
  • https://openalex.org/W2307829519
  • https://openalex.org/W2319682903
  • https://openalex.org/W2509979939
  • https://openalex.org/W2605094045
  • https://openalex.org/W2793145933
  • https://openalex.org/W2803275034
  • https://openalex.org/W2883446550
  • https://openalex.org/W2896071870
  • https://openalex.org/W2913289861
  • https://openalex.org/W2950158145
  • https://openalex.org/W2999516671
  • https://openalex.org/W3009584708
  • https://openalex.org/W3081828618
  • https://openalex.org/W3093215982
  • https://openalex.org/W3107487122