Thermal Degradation of Polyphenylmethylsiloxane on Surfaces of Silica and Nanocomposites М Х О Y /SiO 2

V. M. Bogatyrov; V. A. Pokrovskiy; B. G. Mischanchuk

Thermal Degradation of Polyphenylmethylsiloxane on Surfaces of Silica and Nanocomposites М_ХО_Y/SiO₂

V. M. Bogatyrov, V. A. Pokrovskiy, B. G. Mischanchuk

Abstract

Temperature-programmed desorption mass spectrometry has been used for investigation of thermal transformations of polyphenylmethylsiloxane (PPMS) adsorbed on the surface of silica-based materials. Pyrogenic silica samples containing PPMS in amount 5–40 wt. % with respect to SiO₂mass and nanocomposite samples M_xO_y/SiO₂ (М – Cu, Mg, Mn, Ni and Zn) with PPMS amount 30 wt. % were studied. It has been shown that thermal destruction is accompanied by formation of benzene, methane, trimethylsilanol, water, toluene and trace amounts of compounds with masses of ions m/z more than 100. Effect of metal oxides on reaction products has been discussed as well as specific features of thermal desorption of water and its participation in surface reactions.

Keywords

mass spectrometry; temperature-programmed desorption; polyphenylmethylsiloxane; thermal degradation; silica; silica surface

Full Text:

References

1. Соболевский М.В., Музовская О.А., Попелева Г.С. Свойства и области применения кремнийорганических про-дуктов. – Москва: Химия, 1975. – 296 с.

2. Харитонов Н.П., Островский В.В. Терми-ческая и термоокислительная деструкция полиорганосилоксанов. – Ленинград: Наука, 1982. – 208 с.

3. Брык М. Т. Деструкция наполненных полимеров. – Москва: Химия, 1989. – 192 с.

4. Молотова В.А. Промышленное применение кремнийорганических лакокрасочных покрытий. – Москва: Химия, 1978. – 112 с.

5. Харитонов Н.П., Кротиков В.А., Худобин Ю.И. и др. Органосиликатные материалы, их свойства и технология применения. – Ленинград: Наука, 1979. – 202 с.

6. Cai L., Xing J., Dong L., Wu C. Application of polyphenylmethylsiloxane coated fiber for solid-phase microextraction combined with microwave-assisted extraction for the determination of organochlorine pesticides in Chinese teas // J. Chromatogr. A. – 2003. – V. 1015, N 1–2. – P. 11–21.

7. Chukhlanov V. Yu., Ionova M. Modification of one-component polyurethane by organo-silicone // Am. J. Polym. Sci. – 2012. – V. 2, N 5. – P. 129–134.

8. Narisawa M. Silicone resin applications for ceramic precursors and composites // Materials. – 2010. – V. 3. – P. 3518–3536.

9. Kolár F., Machovič V., Svítilová J. Cobalt-containing silicon oxycarbide glasses derived from poly[methyl(phenyl)]siloxane and cobalt phthalate // J. Non-Cryst. Solids. – 2006. – V. 352. – P. 2892–2896.

10. Idesaki A., Colombo P. Synthesis of a Ni-containing porous SiOC material from polyphenylmethylsiloxane by a direct foaming technique // Adv. Eng. Mater. – 2012. – V. 14, N 12. – P. 1116–1122.

11. Borysenko M.V., Bogatyrov V.M., Dyachenko A.G. et al. Effect of chemical modification of silica surface with metal oxides on the thermal properties of adsorbed polydimethylsiloxane // Chemistry, Physics and Technology of Surfaces, Interdepartmental Digest, Iss. 7–8. – Kyiv: KM Akademiya, 2002. – P. 11–18.

12. Богатырев В.М., Гаевая М.В., Чуйко А.А. ИК спектроскопическое исследование термоокислительной деструкции триметил-силилированного кремнезема, модифици-рованного ацетилацетонатом железа(ІІІ) // Сб. Химия, физика и технология поверхности. – Вып. 11–12. – Киев: Наукова думка, 2006. – С. 254–260.

13. Богатырев В.М., Галабурда М.В., Покровский В.А. и др. Влияние наночастиц оксида железа на термическую деструкцию адсорбированного на кремнеземе полиме-тилфенилсилоксана // Сб. Поверхность. – Вып.1 (16). – Киев: Наукова думка, 2009. – С. 234–242.

14. Богатырев В.М., Борисенко Л.И., Оранская Е.И. и др. Нанокомпозиты М_хО_y/SiO₂ на основе ацетатов Ni. Mn, Cu, Zn, Mg // Сб. Химия, физика и технология поверхности. – Вып. 15. – Киев: Наукова думка, 2009. – С. 294–302.

15. Покровский В.А., Чуйко А.А. Температурно-программированная масс-спектрометрия и особенности неизотермической кинетики химических реакций на поверхности дисперсных твердых тел // Химия поверх-ности кремнезема Под. ред. А.А. Чуйко. – Киев, 2001. – Т. 1, Ч. 2. – С. 79–115.

16. Іщенко О.В. Мас-спектрометрія. – Київ: Київський університет,1998. – 45 с.

17. Робертс М., Макки Ч. Химия поверхности раздела металл – газ. – Москва: Мир, 1981. – 539 с.

18. Богатырев В.М., Борисенко Л.И., Оранская Е.И. и др. Влияние условий синтеза на структурные характеристики оксидных нанокомпозитов NiO/SiO₂ // Сб. Поверхность. – Вып. 2 (17). – Киев: Наукова думка, 2010. – С. 178–189.

19. Андрианов К.А., Котов В.М., Коваленко В.Я. О пиролизе метилфенилдихлорсилана // Изв. АН СССР. Сер. хим. – 1973. – № 2. – С. 359–365.

20. Липатов Ю.С. Физико-химические основы наполнения полимеров. – Москва: Химия, 1991. – 260 с.

21. Gun’ko V.M., Turov V.V., Bogatyrev V.M. et al. Unusual properties of water at hydrophilic/hydrophobic interfaces // Adv. Colloid Interface Sci. – 2005. – V. 118. – P. 125–173.

22. Гунько В.М., Туров В.В., Горбик П.П. Вода на межфазной границе. – Киев: Наукова думка, 2009. – 694 с.

23. Богатырев В.М., Оранская Е.И., Гунько В.М. и др. Влияние содержания металлов на структурные характеристики неорганических нанокомпозитов M_xO_y/SiO₂ и C/M_xO_y/SiO₂ // Химия, физика и технология поверхности. – 2011. – Т. 2, № 2. – С. 135–146.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Chemistry, Physics and Technology of SurfaceISSN 2518-1238 (Online), ISSN 2079-1704 (Print)