Определение физико-химических характеристик поверхности полимерных мембран методом атомно-силовой микроскопии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Сазанова Татьяна Сергеевна

• Сазанова Татьяна Сергеевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сазанова Татьяна Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы изучения поверхности полимерных материалов

1.1.1. Классификация существующих методов изучения поверхности полимерных материалов

1.1.2. Методы изучения морфологических особенностей поверхности полимерных материалов

1.2. Атомно-силовая микроскопия как эффективный метод изучения поверхности полимерных материалов

1.2.1. Физические основы атомно-силовой микроскопии

1.2.2. Особенности взаимодействия зонда с поверхностью полимерных материалов

1.2.3. Возможности атомно-силовой микроскопии в изучении свойств поверхности полимерных материалов

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ

2.1. Получение непористых полимерных материалов с различной шероховатостью поверхности

2.1.1. Материалы

2.1.2. Подготовка инертных подложек

2.1.3. Получение полимерных мембран

2.2. Атомно-силовая микроскопия

2.2.1. Подготовка образцов к сканированию

2.2.2. Сканирование образцов

2.2.3. Шероховатость поверхности

2.3. Методы математической статистики для оценки распределения структурных элементов поверхности по размерам

2.3.1. Основные понятия математической статистики

2.3.2. Законы распределения случайной величины

2.3.3. Статистическая проверка гипотез

2.4. Физико-механические испытания

2.5. Определение краевых углов смачивания

2.6. Расчет значений свободной поверхностной энергии

2.7. Измерение газотранспортных свойств

ГЛАВА 3. АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ В ИЗУЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ

3.1. Гибридные органо-неорганические блок-сополимеры на основе толуилендиизоцианата с добавлением полиэдрального олигомерного силсесквиоксана

3.2. Распределение пор по размерам согласно данным атомно-

силовой микроскопии

ГЛАВА 4. АТОМНО-СИЛОВАЯ МИКРОСКОПИЯ В ИЗУЧЕНИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ С НЕПОРИСТОЙ СТРУКТУРОЙ НА ПРИМЕРЕ СОПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ХИТОЗАНА

4.1. Особенности структурообразования поверхности

4.2. Стабильность поверхностной структуры в условиях эксплуатации

4.3. Взаимосвязь структурных особенностей поверхности с физико-механическими свойствами

ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ МОРФОЛОГИИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

5.1. Описание экспериментальных результатов

5.2. Влияние морфологии поверхности непористых полимерных мембран на газотранспортные и механические свойства

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение физико-химических характеристик поверхности полимерных мембран методом атомно-силовой микроскопии»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. В настоящее время интенсивный рост производства функционально направленных полимеров и изделий на их основе с контролируемыми структурой и свойствами сопровождается различными физическими, химическими и материаловедческими проблемами [1-11]. Для решения этих проблем требуется фундаментальное всестороннее исследование структуры полимеров и их функциональных свойств. Так, в случае полимерных мембран, широко применяемых в процессах газоразделения, все еще остается открытым вопрос влияния структуры их поверхности на механические и газотранспортные свойства.

Как известно, структура поверхности полимерных газоразделительных мембран (как и других материалов на основе полимеров) во многом оказывает влияние на проявление их физико-химических, механических и других свойств [12]. Этот факт обусловливает актуальность создания новых методов для изучения особенностей поверхности этих функциональных материалов и подходов к установлению корреляций типа структура / свойство. При этом следует учитывать, что полимеры обладают слабосвязанной структурой поверхности, поэтому применяемые методы и подходы диагностики должны быть неразрушающими, но при этом информативными и высокоточными. Этим требованиям в полной мере отвечает метод атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Вместе с тем, при разработке новых АСМ-методик для изучения особенностей поверхности полимерных мембранных материалов часто приходится сталкиваться с проблемой интерпретации данных, получаемых для различных типов мембран (пористые, непористые, сплошные, композиционные и др.), которая может быть решена путем выявления физико-химических закономерностей влияния состава полимерных газоразделительных мембран на структуру их поверхности.

Степень разработанности. Несмотря на большое количество опубликованных к настоящему моменту работ, направленных на изучение особенностей структуры поверхности полимерных (в том числе мембранных)

материалов и их влияния на механические и функциональные свойства, этот вопрос все еще требует лучшего понимания. Так, например, в работах [14,15] были показаны возможности АСМ в изучении полимерных пористых мембран с цилиндрической формой пор, но так и не разработана методика по оценке пор с конической формой.

Ряд работ [16-22] направлен на выявление связи структуры поверхности полимерных (в том числе мембранных) материалов с их механическими и функциональными свойствами, однако не разработан единый подход к выявлению механизма структурообразования поверхности сложных полимерных систем для возможности направленного контроля их свойств в процессе получения, что, безусловно, может быть реализовано с применением данных, полученных с помощью АСМ.

В настоящее время успешно разрабатываются методы функционализации поверхности полимерных газоразделительных мембран с целью улучшения их рабочих характеристик [16,23-27]. Наряду с прикладными также проводятся и фундаментальные исследования, направленные на управление и контроль свойств этих функциональных материалов. Так, например, было предложено объяснение связи между энергетическими характеристиками поверхности полимерных мембран и их газотранспортными свойствами [28]. Однако, несмотря на обширные исследования влияния поверхности полимерных мембран на проявление их функциональных свойств, до сих пор нет единой теории, описывающей механизмы такого воздействия и отвечающей на вопросы: «Почему поверхность имеет именно такую структуру?», «Какое влияние оказывают различные структурные особенности поверхности с одинаковой химической природой на функциональные свойства получаемого материала?» и другие.

Цели и задачи. Основываясь на выше сказанном, целью настоящей работы является установление физико-химических закономерностей влияния состава полимерных газоразделительных мембран на структуру их поверхности с последующим выявлением корреляций типа структура / свойство.

Для решения указанной цели были поставлены следующие задачи:

5

1. Определить возможности применения АСМ для оценки размера конических пор на примере газоразделительных мембран на основе гибридных органо-неорганических блок-сополимеров.

2. Установить механизм структурообразования поверхности газоразделительных мембран на основе блок- и привитых сополимеров хитозана с синтетическими полимерами, модифицированных ионными жидкостями.

3. Оценить стабильность структуры поверхности газоразделительных мембран на основе сополимеров хитозана.

4. Выявить корреляцию механических свойств газоразделительных мембран на основе сополимеров хитозана со структурой их поверхности.

5. Установить закономерности влияния шероховатости поверхности непористых газоразделительных мембран на основе стеклообразных полимеров с различной гибкостью цепи на их механические и газотранспортные свойства.

Научная новизна:

1. Предложен новый метод оценки эффективного диаметра конических пор полимерных газоразделительных мембран на основе данных АСМ.

2. Установлен механизм структурообразования поверхности газоразделительных мембран на основе сополимеров хитозана при их модификации с применением новой методики пошагового АСМ-сканирования.

3. Оценена стабильность глобулоподобной структуры поверхности газоразделительных мембран на основе сополимеров хитозана путем статистической обработки АСМ-данных.

4. Установлена корреляция механических свойств газоразделительных мембран на основе сополимеров хитозана со структурой их поверхности на основе АСМ-данных.

5. Выявлены закономерности влияния шероховатости поверхности непористых газоразделительных мембран на их механические и газотранспортные свойства в контексте свободной поверхностной энергии.

Практическая значимость. Результаты диссертационной работы могут

быть использованы для разработки новых и оптимизации существующих техно-

6

логий получения полимерных газоразделительных мембран с контролируемыми свойствами, а также для проведения экспрессного контроля структуры поверхности получаемых на производстве мембран. Кроме того, предложенные в настоящей работе методы и подходы могут быть распространены и на другие функциональные материалы на основе полимеров, в которых поверхность оказывает непосредственное влияние на их рабочие характеристики (различного рода адгезивные покрытия, биосовместимые полимерные материалы для медицинского применения и другие).

Положения, выносимые на защиту:

1. Эффективный диаметр конических пор полимерных газоразделительных мембран может быть определен на основании АСМ-данных посредством измерения диаметра поперечного сечения самого нижнего участка соответствующего топографического профиля, проходящего через ее центр.

2. Особенности структурообразования поверхности полимерных мембран при их модификации могут быть установлены посредством пошагового АСМ-сканирования с совместной оценкой смачиваемости.

3. Стабильность глобулоподобной структуры поверхности полимерных мембран может быть оценена посредством статистической обработки АСМ-данных, полученных до и после газоразделительного процесса.

4. Корреляции механических свойств полимерных мембран со структурой их поверхности могут быть установлены на основе АСМ-данных и результатов механических испытаний в контексте особенностей химического взаимодействия компонентов полимерной системы.

5. Корреляции шероховатости поверхности непористых полимерных мембран с их механическими и газотранспортными свойствами в контексте свободной поверхностной энергии могут быть установлены на основе данных, полученных с применением АСМ с совместным проведением оценки смачиваемости, а также механических и газотранспортных испытаний.

Степень достоверности и апробация результатов. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в оригинальных статьях в рецензируемых

7

журналах, а также сборниках трудов и тезисах докладов на научных конференциях. Всего по материалам диссертации опубликовано 12 работ, среди которых 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК Российской Федерации, 1 статья в международном журнале, индексируемом в аналитических системах цитирования Web of Science и Scopus, и 10 тезисов докладов, опубликованных в трудах российских и международных научных конференций, в их число входят: Международная конференция «Менделевский съезд по общей и прикладной химии» (Екатеринбург: 2016; Санкт-Петербург: 2019); Международная конференция «Методологические аспекты сканирующей зондовой микроскопии» (Беларусь, Минск: 2016, 2018); International conference «Ion transport in organic and inorganic membranes» (Сочи: 2017); International conference «Scanning Probe Microscopy» (Екатеринбург: 2017, 2018, 2019); European Young Engineers Conference (Польша, Варшава: 2018); JCF Fruhjahrssymposium and European Young Chemists' Meeting (Германия, Бремен: 2019).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка публикаций по теме диссертационной работы и списка литературы, содержащего 138 наименований. Основное содержание работы изложено на 107 страницах машинописного текста и содержит 28 рисунков и 19 таблиц.

Диссертационная работа выполнена в рамках выполнения базовой части государственного задания в сфере научной деятельности (№ 4.6535.2017/8.9), а также грантов РНФ (№ 15-19-10057, 18-19-00453) и РФФИ (№ 18-08-01356 А).

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Методы изучения поверхности полимерных материалов

Функциональные характеристики поверхности полимерных (в том числе мембранных) материалов определяют их многие макроскопические свойства. Такие характеристики проявляются в химическом строении поверхности - в химическом составе и наличии на поверхности активных функциональных групп, способных вступать в разнообразные химические реакции, - ее физической структуре - степени кристалличности и ориентации макромолекул, - а также морфологии, т.е. форме и шероховатости поверхности [12,29-31].

1.1.1. Классификация существующих методов изучения поверхности полимерных материалов

В настоящее время насчитывается несколько десятков методов исследования поверхности полимерных материалов [32-34]. Наиболее распространенные из них можно классифицировать по типу определяемых свойств, т.е. на: химические, физические (включая морфологические) и физико-химические (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Классификация методов изучения поверхности полимерных материалов

Тип Наименование Принцип работы Применение

1 2 3 4

Химические свойства Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС, ХРБ) Внешний фотоэффект возникает под воздействием рентгеновского излучения Определение электронной структуры поверхности полимерного материала; химическая идентификация поверхностных элементов

Оже-электронная спектроскопия (ОЭС, ДЕБ) Эмиссия Оже-электронов поверхности образца Качественный анализ химического состава поверхности полимерного материала; количественный анализ состава приповерхностного слоя

Продолжение табл. 1.1

2

3

4

Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФЭС, UPS)

Внешний фотоэффект возникает под воздействием ультрафиолетового _излучения_

Изучение зонной структуры полимерного материала

Спектроскопия ионного рассеяния (СИР, 1ББ)

Рассеяние медленных

первичных ионов поверхности твердого _образца_

Идентификация состава поверхности полимерного материала; послойный элементный анализ

cd

о «

о «

о

<и

о 0)

К S К

X

Вторичная ионная масс-спектроскопия (ВИМС, SIMS)

Эмиссия ионов материала под воздействием первичных ионов поверхности твердого образца

Идентификация состава поверхности полимерного материала

Лазерный микрозондовый масс-анализ (ЛАММА, LMMS)

Эмиссия микрообъема материала из выбранной точки поверхности и его ионизация под воздействием пучка импульсного лазерного _излучения_

Установление локального

состава поверхности полимерного материала;

идентификация органических примесей; изучение состава поверхности наполнителей

Инфракрасная спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения (ИК НПВО, ATR-IR)

Нарушенное полное внутреннее однократное

или многократное отражение инфракрасного

(ИК) излучения, падающего под углом на границу двух сред

Идентификация состава поверхности прозрачного полимерного материала в ИК-области спектра

Спектроскопия комбинационного рассеяния (СКР, ЯБ)

Измерение спектральных характеристик не упруго рассеянных фотонов

Изучение процессов на поверхности полимерного материала, протекающих в условиях его эксплуатации

е и

к

ч

и

з

и

е

Оптическая микроскопия (ОМ, ОМ)

Равномерное освещение поля зрения световым пучком с дальнейшим

проецированием изображения объекта оптической системой микроскопа на плоскость фотоприемника

Изучение структурной однородности полимерного материала

1

Окончание табл. 1.1

1 2 3 4

Метод двойного лучепреломления (ДЛП, DR) Двойное лучепреломление при прохождении поляризованного света через образец под углом к поверхности, отличным от нормального Изучение ориентации анизотропных элементов полимерных цепей в приповерхностном слое

Сканирующая интерферометрия белого света (СИБС, SWLI) Регистрация разности фаз двух интерферирующих лучей света Изучение топографии поверхности полимерного материала

Физические свойства Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ, TEM) Пропускание пучка электронов через ультратонкий образец Изучение надмолекулярной структуры полимерного материала

Сканирующая (растровая) электронная микроскопия (С(Р)ЭМ, SEM) Регистрация первичных электронов, рассеянных материалом Изучение внутреннего строения полимерного материала и его поверхности

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ, SPM) Регистрация изменений сил взаимодействия между поверхностью образца и наноразмерным зондом Изучение структуры поверхности полимерного материала, а также локальных механических, магнитных и электрических свойств

Физико-химические свойства Определение краевого угла смачивания (DSA) Измерение статического или динамического (натекание, оттекание) угла контакта между каплей тестовой жидкости и поверхностью образца Изучение физико-химических свойств поверхности полимерного материала

Порометрия капиллярного потока (CFP) Вытеснение смачивающей жидкости из сквозных пор образца путем повышения давления потоком инертного газа Определение размера сквозных пор полимерных материалов и их пористости

Следует отметить, что для изучения поверхности полимерных материалов не существует универсального метода, позволяющего получить надежные харак-

теристики поверхностных слоев различного химического строения и различной толщины. Использование отдельных методов исследования позволяет получить лишь ограниченную информацию о свойствах поверхности. Поэтому целесообразно применять комплекс взаимодополняющих методов и подходов, который в свою очередь обеспечит получение полной и объективной информации о поверхности с точки зрения ее химических, физических, физико-химических, механических и морфологических особенностей.

Например, в работе [35] было проведено исследование влияния низкотемпературной плазмы азота и фламбирования на поверхность полипропилена с применением колебательной спектроскопии с суммированием частоты (ББО-УБ), инфракрасной спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (ИК НПВО, АТЯ-ГО) спектроскопии комбинационного рассеяния (СКР, RS) и сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ, ТЕМ). Результаты первых двух методик позволили авторам установить, что функциональные группы, введенные в результате плазменной и пламенной обработок полипропиленовых образцов, локализованы не только в приповерхностных слоях, но и в объеме. А результаты двух последних методик позволили оценить морфологические особенности изучаемых образцов и установить, что плазменная и пламенная обработки вызывают образование аморфных областей на поверхности полипропилена. Анализ результатов изучения влияния двух подходов к обработке поверхности полипропиленовых образцов показал, что в сравнении с пламенем, плазма вызывает образование большего числа функциональных групп и в большей степени влияет на увеличение поверхностной шероховатости. В другой работе [17] подход комбинированного применения методов к оценке свойств поверхности полимерных материалов был применен для изучения влияния иммобилизации полиэтиленгликоля (ПЭГ) на поверхность тонкопленочных композитных мембран обратного осмоса на основе полиамида (ПА). На основе данных, полученных по методу ИК НПВО (ATR-IR), было показано, что проведенная модификация приводит к возникновению ион-дипольного взаимодействия между группой алифатического эфира (-С-О-С-) в

основной цепи ПЭГ и Ж , связанным с карбосилактными группами в ПА, что в по-

12

следствие защищает модифицирующее покрытие от выщелачивания. СЭМ-анализ (SEM) позволил авторам установить, что при модификации исходной мембраны ее гребнеобразная структура поверхности становится листообразной. АСМ-анализ (AFM) показал, что такое изменение структуры поверхности приводит к росту ее шероховатости, что в свою очередь косвенно свидетельствует о неоднородности модифицирующего покрытия. В связи с этой неоднородностью, авторами было принято решение дополнительно провести СИБС-исследования (SWLI), которые в отличие от АСМ позволяют охватить большую площадь поверхности изучаемого образца. В результате, данные, полученные СИБС, подтвердили рост шероховатости при модификации. Элементный анализ поверхности проводился по методу РФЭС (XPS), на основе которого было показано, что при модификации мембраны растет содержание С-О в ее поверхностном слое, а также увеличивается молярная доля кислорода и уменьшается молярная доля азота. На основе измерения дзета-потенциала поверхности было установлено, что этот показатель снижается при модификации мембраны, что благоприятно влияет на ее противообрастающую способность. К этому же выводу авторы [17] пришли при изучении смачиваемости поверхности мембран водой; модификация привела к улучшению гидрофильных свойств, что в свою очередь должно приводить к росту потока воды через мембрану и образованию водного слоя на поверхности мембраны, который способен растворять загрязняющие ее вещества. Это утверждение был экспериментально доказано на основе данных по оценке транспортных и противообрастающих свойств. Таким образом, совместный анализ результатов, полученных с помощью различных методов изучения поверхности, позволил сделать вывод об успешности процесса модификации мембран исходя из их химических и морфологических изменений и оценить их функциональные свойства.

1.1.2. Методы изучения морфологических особенностей поверхности полимерных материалов

Одним из важных направлений изучения поверхности полимерных материалов является определение их морфологических особенностей, оказывающих

13

непосредственное влияние на характер проявления их функциональных свойств. Так, в работе [23] показано, что микросферическая морфология полимерных покрытий на основе полиэтиленгликоля, наносимых посредством УФ-инициированной прививки на полиэтилентерефталатные (ПЭТФ) волокна, приводит к увеличению их площади поверхности за счет роста ее шероховатости, что в свою очередь способствует снижению уровня загрязняющих отложений и увеличению производительности мембран в процессе фильтрации воды. Также подход к увеличению шероховатости поверхности полимерных материалов широко применяется для изменения их адгезионных свойств. Например, в обзоре [18] рассмотрены возможности применения плазменной обработки в области биотканевой инженерии и регенеративной медицины для повышения шероховатости и регулярности поверхности биоразлагаемых полимеров с целью улучшения их адгезивных свойств и тем самым биосовместимости. А в работе [19] этот подход применялся для создания липких супергидрофобных покрытий на основе полимерных малиноподобных частиц (RPs) с применением метода полимеризации in situ с затравкой.

Изучение структуры поверхности твердых тел (в частности полимерных материалов) началось с появлением оптической микроскопии (ОМ). В «классическом» оптическом микроскопе (рис. 1.1) определенное поле зрения равномерно освещается световым пучком, затем оптическая система проецирует изображение изучаемого образца, находящегося в поле зрения на сетчатку глаза или на плоскость фотоприемника. При этом в фотоприемник попадает свет, испущенный из различных областей образца: как находящихся в фокусе объективной линзы, так и вне фокуса, что создает фоновую засветку, снижающую контрастность [33].

Метод оптической микроскопии обычно не требует специальной пробо-подготовки изучаемых образцов. Однако наиболее удобными для этого метода являются образцы в виде тонких пленок или срезов с массивных блоков толщиной от 1 до 50 мкм, получаемые, как правило, с применением ультрамикротомов (устройств, обеспечивающих производство среза заданной толщины и подачу

объекта к ножу для последующего среза на расстояние, равное установленной толщине среза) [33].

Рис. 1.1. Ход лучей в обычном оптическом микроскопе:

сплошная линия - свет, испускаемый анализируемой точкой; пунктирная линия - свет, испускаемый от остальных точек

Однако обычное наблюдение полимерных образцов в оптическом микроскопе «на просвет» в неполяризованном свете малоинформативное из-за незначительной разности оптических плотностей отдельных структурных элементов. Положение существенно улучшается при использовании поляризованного света, поскольку кристаллизация и ориентация полимеров приводят к появлению эффекта двойного лучепреломления (ДЛП, DR) [33]. Метод на основе этого эффекта позволяет изучать ориентацию анизотропных элементов полимерных цепей.

Еще одной из разновидностей оптической является конфокальная лазерная сканирующая микроскопия (КЛСМ, CLSM) [36]. Отличительной особенностью этого метода является реализация отсечения потока фонового рассеянного света (рис. 1.2). В конфокальном микроскопе в каждый момент времени происходит регистрация изображения одной точки объекта. Полноценное изображение получается за счет сканирования передвижений образца или перестройки оптической системы. После объективной линзы расположена диафрагма небольшого размера так, чтобы свет, испускаемый исследуемой точкой, проходил через нее и регистрировался, а свет, исходящий от других точек, задерживался диафрагмой.

Вторая особенность состоит в том, что осветитель создает не равномерную освещенность поля зрения, а фокусирует свет в анализируемую точку. Это может

достигаться расположением второй фокусирующей системы за образцом (рис. 1.3), но при этом требуется, чтобы образец был прозрачным. Кроме того, объективные линзы обычно сложны в изготовлении, поэтому использование второй фокусирующей системы для подсветки мало предпочтительно. Альтернативой является использование светоделительной пластинки, так чтобы и падающий, и отраженный свет фокусировались одним объективом (рис. 1.4).

Рис. 1.2. Ход лучей в конфокальном оптическом микроскопе

Рис. 1.3. Ход лучей в конфокальном оптическом микроскопе с применением подсветки, фокусирующей свет в анализируемую точку

Рис. 1.4. Ход лучей в конфокальном оптическом микроскопе со светоделительной пластинкой

Таким образом, применение конфокальной схемы приводит к увеличению контрастности изображения, за счет того, что «паразитный» свет перестает попадать в детектор. В дополнение к этому, в сравнении с классическими оптическими микроскопами конфокальные - обладают улучшенным разрешением в плоскости объекта (в 1.5 раза) и высоким разрешением вдоль оптической оси. Однако эти улучшения требует применения достаточно сложных схем сканирования либо образцом, либо световым пучком.

Традиционные методы получения оптических изображений объектов

имеют существенные ограничения, связанные с дифракцией света. Одним из

основополагающих законов оптики является существование так называемого

дифракционного предела, который устанавливает минимальный размер Я

объектов, изображение которого может быть построено оптической системой

к

при использовании света с длиной волны к: Я « — , где п - коэффициент

преломления среды. Для оптического диапазона длин волн (380-780 нм) предельный размер составляет величину порядка 200-300 нм. Поэтому оптические методы позволяют различать структурные элементы размером до нескольких микрон.

В сканирующей ближнеполъной оптической микроскопии (СБОМ, SNOM) используются другие принципы построения изображения объекта, которые позволяют преодолеть трудности, связанные с дифракцией света, и реализовать пространственное разрешение на уровне 10 нм и ниже. В основе СБОМ лежит явление прохождения света через субволновые диафрагмы (отверстия с диаметром существенно меньше длины волны падающего излучения) (рис. 1.5) [34].

Оценка возможностей этого метода показывает, что для излучения с длиной волны порядка 500 нм и диафрагмы с отверстием ~ 5 нм мощность излучения в дальней зоне составляет по порядку величин 10-10 от мощности падающего излучения. Поэтому, на первый взгляд, кажется, что использование малых отверстий для построения растровых оптических изображений исследуемых образцов практически невозможно. Однако если поместить исследуемый объект

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сазанова Татьяна Сергеевна, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шабанова В.П. Химия и физика полимеров со специальными свойствами: учеб. пособие. - Волгоград: РПК Политехник, 2004. - 63 с.

2. Кострыкина Г.И., Соловьева О.Ю. Структура и свойства каучуков, термопластов и волокнообразующих полимеров: учеб. пособие. - Ярославль: [б. и.], 2004. - 130 с.

3. Alders M. [et al.] Chilled membranes - Efficient gas permeation at sub-ambient temperatures // J. Memb. Sci. - 2019. - V. 576. - P. 171-181.

4. Суворова А.И. Фундаментальные вопросы физической химии полимеров: учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2005. - 80 c.

5. Лебедев Б.В., Смирнова Н.Н. Термодинамика полимеров: учеб. пособие. - Н. Новгород: Изд-во Нижегор. госун-та, 2006. - 96 c.

6. Горелов И.П. [и др.] Физико-химия полимеров: Синтез, свойства и применение // Сборник научных статей. - Тверь: ТвГУ, 2007. - 260 с.

7. Тагер А.А. Физико-химия полимеров: 4-е издание / под. ред. А. А. Аскадского. - М.: Науч. мир, 2007. - 575 с.

8. Rezakazemi M., Sadrzadeh M., Matsuura T. Thermally stable polymers for advanced high-performance gas separation membranes // Prog. Energy Combust. Sci. -2018. - V. 66. - P. 1-41.

9. Low Z.-X. [et al.] Gas permeation properties, physical aging, and its mitigation in high free volume glassy polymers // Chem. Rev. - 2018. - V. 118, № 12. -P. 5871-5911.

10. Ahmed D.S. [et al.] Design and synthesis of porous polymeric materials and their applications in gas capture and storage: a review // J. Polym. Res. - 2018. - V. 25, № 3. - P. 75.

11. Rynkowska E., Fatyeyeva K., Kujawski W. Application of polymer-based membranes containing ionic liquids in membrane separation processes: a critical review // Rev. Chem. Eng. - 2018. - V. 34, № 3. - P. 341-363.

12. Бакеев Н.Ф., Волынский А.Л. Роль поверхностных явлений в структурно-

механической поведении твердых полимеров. - М.: Физматлит, 2014. - 536 с.

13. Гаришин О.К. Атомно-силовая микроскопия как эффективный инструмент исследования структуры и механических свойств полимерных материалов на микро- и наноуровн // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. - 2014. - Т. 2. - С. 23-33.

14. Chung T. [et al.] Visualization of the effect of die shear rate on the outer surface morphology of ultrafiltration membranes by AFM // J. Memb. Sci. - 2002. -V. 196, № 2. - P. 251-266.

15. Agarwal C. [et al.] Neck-size distributions of through-pores in polymer membranes // J. Memb. Sci. - 2012. - V. 415-416. - P. 608-615.

16. Keating J.J. [et al.] Atmospheric pressure plasma - ARGET ATRP modification of poly(ether sulfone) membranes: A combination attack // J. Memb. Sci. -2018. - V. 546. - P. 151-157.

17. Zhang Y. [et al.] Surface modification on thin-film composite reverse osmosis membrane by cation complexation for antifouling // J. Polym. Res. - 2019. -V. 26, № 3. - P. 68.

18. Joshy K.S., Snigdha S., Thomas S. Plasma modified polymeric materials for scaffolding of bone tissue engineering // Non-Thermal Plasma Technology for Polymeric Materials. - Elsevier, 2019. - P. 439-458.

19. Chen C. [et al.] Robust raspberry-like all-polymer particles for the construction of superhydrophobic surface with high water adhesive force // J. Mater. Sci. - 2019. - V. 54, № 2. P. 1898-1912.

20. Mochalova A.E. [et al.] Graft and block copolymers of chitosan with vinyl monomers: Synthesis, structure, and properties // Polym. Sci. Ser. B. - 2015. - V. 57, № 2. - P. 93-105.

21. Mochalova A.E., Smirnova L.A. State of the art in the targeted modification of chitosan // Polym. Sci. Ser. B. - 2018. - V. 60, № 2. - P. 131-161.

22. Casado-Coterillo C. [et al.] Synthesis and characterisation of MOF/ionic liquid/chitosan mixed matrix membranes for CO2/N2 separation // RSC Adv. - 2015. -V. 5, № 124. - P. 102350-102361.

23. Regev C. [et al.] Fabrication of poly(ethylene glycol) particles with a micro-spherical morphology on polymeric fibers and its application in high flux water filtration // Sep. Purif. Technol. - 2019. - V. 210. - P. 729-736.

24. Hu L. [et al.] In-situ grafting to improve polarity of polyacrylonitrile hollow fiber-supported polydimethylsiloxane membranes for CO2 separation // J. Colloid Interface Sci. - 2018. - V. 510. - P. 12-19.

25. Park C.H. [et al.] Orientation of an amphiphilic copolymer to a lamellar structure on a hydrophobic surface and implications for CO2 capture membranes // Angew. Chemie. - 2019. - V. 131, № 4. - P. 1155-1159.

26. Fam W. [et al.] Gelled graphene oxide-ionic liquid composite membranes with enriched ionic liquid surfaces for improved CO2 separation // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2018. - V. 10, № 8. - P. 7389-7400.

27. Voznesensky E.F. [et al.] Influence of plasma modification on hygienic properties of textile fabrics with nonporous membrane coating // J. Phys. Conf. Ser. -2017. - V. 927. - Article № 012075.

28. Bogdanova Y.G., Dolzhikov V.D. Relationship between energy characteristics of surface of polymeric membranes and their transport properties // Russ. J. Appl. Chem. - 2018. - V. 91, № 8. - P. 1311-1321.

29. Wang X.-L. [et al.] The electrostatic and steric-hindrance model for the transport of charged solutes through nanofiltration membranes // J. Memb. Sci. - 1997. -V. 135, № 1. - P. 19-32.

30. Mourhatch R., Tsotsis T.T., Sahimi M. Determination of the true pore size distribution by flow permporometry experiments: An invasion percolation model // J. Memb. Sci. - 2011. - V. 367, № 1-2. - P. 55-62.

31. Singh S. [et al.] Membrane characterization by solute transport and atomic force microscopy // J. Memb. Sci. - 1998. - V. 142, № 1. - P. 111-127.

32. Повстугар В.И., Кодолов В.И., Михайлова С.С. Структура и свойства поверхности полимерных материалов. - М.: Изд-во "Химия", 1988. - 192 с.

33. Вознесенский, Э.Ф., Шарифуллин, Ф.С., Абдуллин И.Ш. Методы структурных исследований материалов. Методы микроскопии. - Казань: Изд-во

98

КНИТУ, 2014. - 184 с.

34. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии: учеб. пособие. - Н. Новгород: ИФМ РАН, 2004. - 110 с.

35. Sato T. [et al.] Influences of low-temperature ambient pressure N2 plasma and flame treatments on polypropylene surfaces // Int. J. Adhes. Adhes. - 2019. - V. 93.

- Article № 102322.

36. Kino G.S., Corle T.R. Confocal scanning optical microscopy and related imaging systems. - San Diego: Academic Press, 1996. - 335 p.

37. Johnson M. White light interferometry // Proceedings of SPIE. - 2002. -V. 4737, № 2002. - P. 307.

38. Coupland J. [et al.] Limitation of white light interferometry // Proceeding of Loughborough University. - 2010.

39. Власов, А.И., Елсуков, К.А., Косолапов И.А. Электронная микроскопия. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. - 168 с.

40. Сазанова, Т.С., Воротынцев И.В. Атомно-силовая микроскопия: принцип, устройство, применение. - Н. Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алескеева, 2016. - 108 с.

41. Сазанова, Т.С. [и др.] Атомно-силовая микроскопия: от теории к практике. - Н. Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алескеева, 2018. - 122 с.

42. Voigtländer B. Scanning probe microscopy. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2015. - 382 p.

43. Cheng X. [et al.] Characterization of local elastic modulus in confined polymer films via AFM indentation // Macromol. Rapid Commun. - 2015. - V. 36, № 4.

- P. 391-397.

44. Baker S.R. [et al.] Determining the mechanical properties of electrospun poly-e-caprolactone (PCL) nanofibers using AFM and a novel fiber anchoring technique // Mater. Sci. Eng. C. - 2016. - V. 59. - P. 203-212.

45. Smolyakov G. [et al.] AFM PeakForce QNM mode: Evidencing nanometre-scale mechanical properties of chitin-silica hybrid nanocomposites // Carbohydr. Polym.

- 2016. - V. 151. - P. 373-380.

46. Naseem R. [et al.] Quantifying the mechanical properties of polymeric

99

tubing and scaffold using atomic force microscopy and nanoindentation // Polym. Eng. Sci. - 2019. - V. 59, № 5. - P. 1084-1091.

47. Ghasem Z.K.M. [et al.] Insights into nano-scale physical and mechanical properties of epoxy/boehmite nanocomposite using different AFM modes // Polymers (Basel). - 2019. - V. 11, № 2. - P. 235.

48. Shin D.-G., Kim T.-H., Kim D.-E. Assessment of nano-scale tribological and mechanical properties of flexible transparent polymers based on atomic force microscopy // CIRP Ann. - 2019. - V. 68, № 1. - P. 599-602.

49. Duan Y. et al. AFM study on superlubricity between Ti6Al4V/polymer surfaces achieved with liposomes // Biomacromolecules. - 2019. - V. 20, № 4. - P. 1522-1529.

50. Megevand B. [et al.] Probing nanomechanical properties with AFM to understand the structure and behavior of polymer blends compatibilized with ionic liquids // RSC Adv. - 2016. - V. 6, № 98. - P. 96421-96430.

51. Okada S. [et al.] Adhesion properties of polyacrylic block copolymer pressure-sensitive adhesives and analysis by pulse NMR and AFM force curve // J. Appl. Polym. Sci. - 2019. - V. 136, № 29. - P. 47791.

52. Zou S., Schönherr H., Vancso G.J. Stretching and rupturing individual supramolecular polymer chains by AFM // Angew. Chemie Int. Ed. - 2005. - V. 44, № 6. - P. 956-959.

53. Wang Y., Hahn T.H. AFM characterization of the interfacial properties of carbon fiber reinforced polymer composites subjected to hygrothermal treatments // Compos. Sci. Technol. - 2007. - V. 67, № 1. - P. 92-101.

54. Fernandes J.P.C., Mareau V.H., Gonon L. AFM-Raman colocalization setup: Advanced characterization technique for polymers // Int. J. Polym. Anal. Charact. -2018. - V. 23, № 2. - P. 113-119.

55. Cosas F.J.P., Mareau V.H., Gonon L. Co-localized AFM-Raman: A powerful tool to optimize the sol-gel chemistry of hybrid polymer membranes for fuel cell // Polymer (Guildf). - 2018. - V. 137. - P. 231-244.

56. Kolluru P.V. [et al.] AFM-based dynamic scanning indentation (DSI)

method for fast, high-resolution spatial mapping of local viscoelastic properties in soft

100

materials // Macromolecules. - 2018. - V. 51, № 21. - P. 8964-8978.

57. Дедкова Е.Г. [и др.] Приборы и методы зондовой микроскопии. -М.: МФТИ, 2011. - 160 с.

58. Ролдугин В.И. Физикохимия поверхности: 2-е издание. -Долгопрудный: Изд. дом "Интеллект", 2011. - 564 с.

59. Карамов Д.Д. [и др.] Атомно-силовая микроскопия субмикронных пленок электроактивного полимера // Журнал технической физики. - 2016. - V. 86, № 7. - P. 124-129.

60. Magonov S. [et al.] High-resolution mapping of quantitative elastic modulus of polymers // Microsc. Microanal. - 2015. - V. 21, № S3. - P. 2183-2184.

61. Surtchev M., Wall M., Magonov S. Combined AFM/Raman studies of heterogeneous polymer materials // MRS Adv. - 2016. - V. 1, № 25. - P. 1859-1864.

62. Alexander J., Magonov S., Moeller M. Topography and surface potential in Kelvin force microscopy of perfluoroalkyl alkanes self-assemblies // J. Vac. Sci. Technol. B Microelectron. Nanom. Struct. - 2009. - V. 27, № 2. - P. 903.

63. ISO 4287. Геометрические характеристики изделий. Структура поверхности. Профильный метод. Термины, определения и параметры структуры. - 1997.

64. Neves L.A. [et al.] Integrated CO2 capture and enzymatic bioconversion in supported ionic liquid membranes // Sep. Purif. Technol. - 2012. - V. 97. - P. 34-41.

65. Ивченко Г.И., Медведев И.Ю. Введение в математическую статистику: учеб. пособие. - М.: 2010. - 600 c.

66. Калинина В.Н., Панкин В.Ф. Математическая статистика: учеб. пособие, 4-е издание. - М.: Дрофа, 2002. - 336 с.

67. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика: учеб. пособие. -М.: Физматлит, 2006. - 816 с.

68. Электронный учебник по статистике: Таблицы распределений [Электронный ресурс]. URL: http://statsoft.ru/home/textbook/modules/sttable.html#chi.

69. ГОСТ Р 8.863-96. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. - М.: Изд-во стандартов, 1996.

70. Owens D., Wendt R. Estimation of the surface free energy of polymers //

101

J. Appl. Polym. Sci. - 1969. - V. 13. - P. 1741-1747.

71. Rudawska A., Jacniacka E. Analysis for determining surface free energy uncertainty by the Owen-Wendt method // Int. J. Adhes. Adhes. - 2009. - V. 29, № 4. -P. 451-457.

72. Nakao S. Determination of pore size and pore size distribution // J. Memb. Sci. - 1994. - V. 96, № 1-2. - P. 131-165.

73. Germic L. Characterization of polyacrylonitrile ultrafiltration membranes // J. Memb. Sci. - 1997. - V. 132, № 1. - P. 131-145.

74. Hernandez A. [et al.] A multidisciplinary approach towards pore size distributions of microporous and mesoporous membranes: 1st edition / ed. by T.S. Sorenson // Surface chemistry and electrochemistry of membranes. - New-York: Marcel Dekker, 1999. - P. 39-90.

75. Tamime R. [et al.] Membrane characterization by microscopic and scattering methods: multiscale structure // Membranes (Basel). - 2011. - V. 1, № 2. - P. 91-97.

76. Calvo J.I. [et al.] Bulk and surface characterization of composite UF membranes Atomic force microscopy, gas adsorption-desorption and liquid displacement techniques // J. Memb. Sci. - 1997. - V. 128, № 1. - P. 7-21.

77. Munari S. [et al.] Permoporometric study on ultrafiltration membranes // J. Memb. Sci. - 1989. - V. 41. - P. 69-86.

78. Hay J.N., Laity P.R. Observations of water migration during thermoporometry studies of cellulose films // Polymer (Guildf). - 2000. - V. 41, № 16. -P. 6171-6180.

79. Calvo J.I. [et al.] Pore size distributions in microporous membranes II. Bulk characterization of track-etched filters by air porometry and mercury porosimetry // J. Colloid Interface Sci. - 1995. - V. 176, № 2. - P. 467-478.

80. Alié C., Pirard R., Pirard J.-P. Mercury porosimetry applied to porous silica materials: successive buckling and intrusion mechanisms // Colloids Surfaces A: Physicochem. Eng. Asp. - 2001. - V. 187-188. - P. 367-374.

81. Li D., Frey M.W., Joo Y.L. Characterization of nanofibrous membranes with capillary flow porometry // J. Memb. Sci. - 2006. - V. 286, № 1-2. - P. 104-114.

102

82. Fang Y., Tolley H.D., Lee M.L. Simple capillary flow porometer for characterization of capillary columns containing packed and monolithic beds // J. Chromatogr. A. - 2010. - V. 1217, № 41. - P. 6405-6412.

83. Van der Brüggen B. [et al.] Influence of molecular size, polarity and charge on the retention of organic molecules by nanofiltration // J. Memb. Sci. - 1999. - V. 156, № 1. - P. 29-41.

84. Santos J.L.C. [et al.] Effect of solute geometry and orientation on the rejection of uncharged compounds by nanofiltration // Sep. Purif. Technol. - 2006. -V. 50, № 1. - P. 122-131.

85. Otero J.A. [et al.] Three independent ways to obtain information on pore size distributions of nanofiltration membranes // J. Memb. Sci. - 2008. - V. 309, № 1-2. - P. 17-27.

86. Kiso Y. [et al.] Effect of molecular shape on rejection of uncharged organic compounds by nanofiltration membranes and on calculated pore radii // J. Memb. Sci. -2010. - V. 358, № 1-2. - P. 101-113.

87. Ahmed I., Idris A., Pa N.F.C. Novel method of synthesizing poly(ether sulfone) membranes containing two solvents and a lithium chloride additive and their performance // J. Appl. Polym. Sci. - 2010. - V. 115, № 3. - P. 1428-1437.

88. Souza V.C., Quadri M.G.N. Organic-inorganic hybrid membranes in separation processes: a 10-year review // Brazilian J. Chem. Eng. - 2013. - V. 30, № 4. -P. 683-700.

89. Ямпольский Ю.П., Старанникова Л.Э., Белов Н.А. Гибридные газоразделительные полимерные мембраны с добавками наночастиц // Мембраны и мембранные технологии. - 2014. - Т. 4, № 4. - С. 231-246.

90. Pulyalina A. [et al.] Improved hydrogen separation using hybrid membrane composed of nanodiamonds and P84 copolyimide // Polymers (Basel). - 2018. - V. 10. -Article № 828.

91. Dai Z. [et al.] Nafion/PEG hybrid membrane for CO2 separation: Effect of PEG on membrane micro-structure and performance // Sep. Purif. Technol. - 2019. -V. 214. - P. 67-77.

92. Dai Z. [et al.] A brief review of nanocellulose based hybrid membranes for

103

CÛ2 separation // Fibers. - 2019. - V. 7, № 5. - Article № 40.

93. Kickelbick G. Hybrid materials: Synthesis characterization, and applications. - Weinheim: Wiley-VCH, 2007. - 516 p.

94. Davletbaeva I.M. [et al.] Synthesis and properties of novel polyurethanes based on amino ethers of boric acid for gas separation membranes // RSC Adv. - 2015. -V. 5, № 81. - P. 65674-65683.

95. Davletbaeva I.M. [et al.] Intermolecular interactions in metal-containing polymers based on 2,4-toluylene diisocyanate and open-chain analogs of crown ethers // Polym. Sci. Ser. A. - 2010. - V. 52, № 4. - P. 392-397.

96. Davletbaeva I.M. [et al.] Optically transparent mesoporous polymers based on anionic macroinitiators and 2,4-toluene diisocyanate // Polym. Sci. Ser. B. - 2014. -V. 56, № 6. - P. 814-821.

97. Davletbaev R. et al. Supramolecular architecture of polymers as the basis of obtaining mesoporous polymers // Compos. Interfaces. - 2014. - V. 21, № 7. - P. 611-621.

98. Davletabeva I. [et al.] Polymer based on niacros, 2,4-tolylene diisocyanate and polyhedral oligomeric sissesquioxane as ammonia gas separation membranes // Book of Abstract. Euromembrane-2015. - 2015. - Abstract № E-059.

99. Jamian W.N.R. [et al.] Biodegradable gas separation membrane preparation by manipulation of casting parameters // Chem. Eng. Trans. - 2015. - V. 43. - P. 1105-1110.

100. Mohamed F. [et al.] Gas permeation performance of poly(lactic acid) asymmetric membrane for O2/N2 separation // ICGSCE 2014. - Singapore: Springer Singapore, 2015. - P. 149-156.

101. Vorotyntsev I.V. [et al.] Sorption of ammonia and nitrogen on cellulose acetate // Russ. J. Phys. Chem. - 2006. - V. 80, № 12. - P. 2020-2023.

102. Scholes C.A., Stevens G.W., Kentish S.E. Membrane gas separation applications in natural gas processing // Fuel. - 2012. - V. 96. - P. 15-28.

103. Moghadassi A.R. [et al.] Fabrication and modification of cellulose acetate based mixed matrix membrane: Gas separation and physical properties // J. Ind. Eng. Chem. - 2014. - V. 20, № 3. - P. 1050-1060.

104. Hafeez S. [et al.] CO2 adsorption using TiO2 composite polymeric

104

membranes: A kinetic study // J. Environ. Sci. - 2015. - V. 35. - P. 163-171.

105. Najafi M. [et al.] Gas permeation properties of cellulose acetate/silica nanocomposite membrane // Adv. Polym. Technol. - 2018. - V. 37, № 6. - P. 2043-2052.

106. Izvozchikova V.A. [et al.] Flocculation power of chitosan and its derivatives in mixtures with anionic flocculants // Russ. J. Appl. Chem. - 2003. - V. 76, № 11. - P. 1784-1786.

107. Younes I., Rinaudo M. Chitin and chitosan preparation from marine sources. structure, properties and applications // Mar. Drugs. - 2015. - V. 13, № 3. -P. 1133-1174.

108. Hamed I., Özogul F., Regenstein J.M. Industrial applications of crustacean by-products (chitin, chitosan, and chitooligosaccharides): A review // Trends Food Sci. Technol. - 2016. - V. 48. - P. 40-50.

109. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications // Prog. Polym. Sci. - 2006. - V. 31, № 7. - P. 603-632.

110. Xu D., Hein S., Wang K. Chitosan membrane in separation applications // Mater. Sci. Technol. - 2008. - V. 24, № 9. - P. 1076-1087.

111. Casado-Coterillo C., del Mar Lopez-Guerrero M., Irabien Â. Synthesis and characterisation of ETS-10/acetate-based ionic liquid/chitosan mixed matrix membranes for CO2/N2 permeation // Membranes (Basel). - 2014. - V. 4, № 2. - P. 287-301.

112. Freitas F. [et al.] Microbial polysaccharide-based membranes: Current and future applications // J. Appl. Polym. Sci. - 2014. - V. 131, № 6. - Article № 40047.

113. Ghosh A., Azam Ali M., Walls R. Modification of microstructural morphology and physical performance of chitosan films // Int. J. Biol. Macromol. -2010. - V. 46, № 2. - P. 179-186.

114. Sambudi N.S., Park S. Bin, Cho K. Enhancing the mechanical properties of electrospun chitosan/poly(vinyl alcohol) fibers by mineralization with calcium carbonate // J. Mater. Sci. - 2016. - V. 51, № 16. - P. 7742-7753.

115. Otvagina K.V. [et al.] Preparation and characterization of facilitated

transport membranes composed of chitosan-styrene and chitosan-acrylonitrile

copolymers modified by methylimidazolium based ionic liquids for CO2 separation

105

from CH4 and N2 // Membranes (Basel). - 2016. - V. 6. - Article № 31.

116. Ryan C.C., Bardosova M., Pemble M.E. Structural and mechanical properties of a range of chitosan-based hybrid networks loaded with colloidal silica and polystyrene particles // J. Mater. Sci. - 2017. - V. 52, № 13. - P. 8338-8347.

117. Matet M., Heuzey M.-C., Ajji A. Morphology and antibacterial properties of plasticized chitosan/metallocene polyethylene blends // J. Mater. Sci. - 2014. - V. 49, № 15. - P. 5427-5440.

118. Luna S.M. [et al.] Cell adhesion and proliferation onto chitosan-based membranes treated by plasma surface modification // J. Biomater. Appl. - 2011. - V. 26, № 1. - P. 101-116.

119. Assis O.B.G. [et al.] AFM characterization of chitosan self-assembled films // Int. J. Polym. Mater. - 2002. - V. 51, № 7. - P. 633-638.

120. Modrzejewska Z. [et al.] Surface microstructure of chitosan membranes -AFM investigations // Polish. J. Environ. Stud. - 2006. - V. 15. - P. 84-87.

121. Pedroni V.I. [et al.] Chitosan structure in aqueous solution // Colloid Polym. Sci. - 2003. - V. 282, № 1. - P. 100-102.

122. Andrews R.D., Kimmel R.M. Solid state structure and glass transitions in polyacrylonitrile: The hetero-bonded solid state // J. Polym. Sci. Part B Polym. Lett. -1965. - V. 3, № 3. - P. 167-169.

123. Красовский А.Н. [и др.] Переход клубок ^ блоб в пленках атактического полистирола // Физика твердого тела. - 2010. - Т. 52, № 4. - С. 806-811.

124. Xie H., Zhang S., Li S. Chitin and chitosan dissolved in ionic liquids as reversible sorbents of CO2 // Green Chem. - 2006. - V. 8, № 7. - P. 630-633.

125. Chen Q. [et al.] Influence of anionic structure on the dissolution of chitosan in 1-butyl-3-methylimidazolium-based ionic liquids // Green Chem. - 2011. - V. 13, № 12. - P. 3446-3452.

126. Ren H. [et al.] The role and potential of morpholinium-based ionic liquids in dissolution of cellulose // Eur. Polym. J. - 2017. - V. 92. - P. 204-212.

rH

127. The Wiley encyclopedia of packaging technology: 3 edition / ed. by

K.L. Yam. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2009. - 1353 p.

106

128. Polymer data handbook / edited by J.E. Mark. - Oxford University Press, 2009. - 1264 p.

129. Fernández-Barquín A. [et al.] Comparison of flat and hollow-fiber mixed-matrix composite membranes for CO2 separation with temperature // Chem. Eng. Technol. - 2017. - V. 40, № 5. - P. 997-1007.

130. Nuhnen A. [et al.] Role of filler porosity and filler/polymer interface volume in metal-organic framework/polymer mixed-matrix membranes for gas separation // ACS Appl. Mater. Interfaces. - 2018. - V. 10, № 39. - P. 33589-33600.

131. Himma N.F. [et al.] Recent progress and challenges in membrane-based O2/N2 separation // Rev. Chem. Eng. - 2018. - V. 35, № 5. - P. 591-625.

132. Castel C., Favre E. Membrane separations and energy efficiency // J. Memb. Sci. - 2018. - V. 548. - P. 345-357.

133. Akhmetshina A.I. [et al.] Acidic gases separation from gas mixtures on the supported ionic liquid membranes providing the facilitated and solution-diffusion transport mechanisms // Membranes (Basel). - 2019. - V. 9, № 1. - Article № 9.

134. Robeson L.M. Correlation of separation factor versus permeability for polymeric membranes // J. Memb. Sci. - 1991. - V. 62, № 2. - P. 165-185.

135. Robeson L.M. The upper bound revisited // J. Memb. Sci. - 2008. - V. 320, № 1-2. - P. 390-400.

136. Аржаков М.С. Высокомолекулярные соединения. - Монреаль: Accent Graphics Communications, 2016. - 176 с.

137. Park J.Y., Paul D.R. Correlation and prediction of gas permeability in glassy polymer membrane materials via a modified free volume based group contribution method // J. Memb. Sci. - 1997. - V. 125, № 1. - P. 23-39.

138. Yampolskii Y. Fractional free volume (FFV) // Encyclopedia of membranes. - Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2016. - P. 818-819.