МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория многомасштабного экспериментального исследования и моделирования полимерных композитов на основе перспективных термопластов для промышленного применения

О лаборатории

Наименование проекта Многомасштабное экспериментальное исследование и моделирование полимерных композитов на основе перспективных термопластов для промышленного применения

Ссылка на сайт лаборатории

№ договора:
14.Z50.31.0002

Наименование ВУЗа:
ФГБУН Институт высокомолекулярных соединений РАН

Области научных исследований:
Технологии материалов

Цель проекта:

Проведение фундаментальных исследований в области новых полимерных композитов для промышленного производства.

Задачи проекта: 

Проведение систематических экспериментальных и теоретических исследований влияния химической структуры и особенностей получения наноструктурированного, т. е. способного к упорядочению — например, кристаллизации — наполнителя на структуру нанокомпозитов (материалов, где в качестве наполнителя используются наночастицы, такие как нанотрубки и графен).

 

Ведущий учёный

kenni 

ФИО: Кенни Хосе Мария

 

Ученые степень и звание:
доктор наук в области химической инженерии, профессор

Занимаемая должность:

Заведующий Лабораторией материаловедения и технологии материалов Университета Перуджи (Италия)

Области научных интересов:

Полимерные композиты и нанокомпозиты для авиакосмической и автомобильной промышленности, индустрии биоматериалов и упаковочных материалов для пищевых продуктов, гибких элементов для электроники. Синтез и производство полимеров и блок-сополимеров из возобновляемых природных источников. Разработка гибридных органонеорганических систем для использования в качестве биоматериалов и упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Научные достижения: 

Разработал математические модели для описания процессов производства волокнистых полимерных материалов на основе эпоксидных связующих для авиакосмической промышленности. На основании этих моделей был создан способ производства, запатентованный совместно с компанией Alenia Aeronautica — основным итальянским производителем композитных материалов для гражданской авиации.
Провел исследования в рамках совместного проекта компаний Alenia Aeronautica и Boeing по оптимизации производства перспективных композитных материалов для авиакосмической промышленности.
Основал новую лабораторию и новую исследовательскую группу в университете Перуджи, ориентиро-ванную на производство и применение композитных материалов для автомобильной промышленности в тесном сотрудничестве с исследовательским центром компании FIAT.
Реализует проект по упаковочным пленкам на основе PLA, поддержанный компанией SAMSUNG.

Gallottini,C., Barraco, G., Pagano, S., De Carolis, C., Dolci, A., Chieruzzi, M., Eramo, S. Scanning electron microscopic analysis of the efficacy of acid etching on cat enamel (2014), Micro & Nano Letters, in press.
Valentini, L., Bolognini, A., Alvino, A., Bittolo Bon, S., Martin-Gallego, M., Lopez-Manchado, M.A. Pyroshock testing on graphene based EPDM nanocomposites (2014), Composites Part B: Engineering, 60, pp. 479-484.
Valentini, L., Fabbri, P., Messori, M., Degli Esposti, M., Bittolo Bon, S. Multilayer films composed of conductive poly(3-hydroxybutyrate)/carbon nanotubes bionanocomposites and a photoresponsive conducting polymer (2014), Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics, . Article in Press.
Natali, M., Koo, J.H., Allcorn, E., Ezekoye, O.A. An in-situ ablation recession sensor for carbon/carbon ablatives based on commercial ultra-miniature thermocouples (2014), Sensors and Actuators, B: Chemical, 196, pp. 46-56.
Cacciotti, I., Fortunati, E., Puglia, D., Kenny, J.M., Nanni, F. Effect of silver nanoparticles and cellulose nanocrystals on electrospun poly(lactic) acid mats: Morphology, thermal properties and mechanical behavior (2014), Carbohydrate Polymers, 103 (1), pp. 22-31.
Bonilla, J., Fortunati, E., Atarés, L., Chiralt, A., Kenny, J.M. Physical, structural and antimicrobial properties of poly vinyl alcohol-chitosan biodegradable films (2014), Food Hydrocolloids, 35, pp. 463-470.
Navarro-Baena, I., Marcos-Fernández, A., Fernández-Torres, A., Kenny, J.M., Peponi, L. Synthesis of PLLA-b-PCL-b-PLLA linear tri-block copolymers and their corresponding poly(ester-urethane)s: Effect of the molecular weight on their crystallisation and mechanical properties (2014), RSC Advances, 4 (17), pp. 8510-8524.
Valentini, L., Bittolo Bon, S., Fortunati, E., Kenny, J.M. Preparation of transparent and conductive cellulose nanocrystals/graphene nanoplatelets films (2014), Journal of Materials Science, 49 (3), pp. 1009-1013.
Chieruzzi, M., Rallini, M., Pagano, S., Eramo, S., D'Errico, P., Torre, L., Kenny, J.M. Mechanical effect of static loading on endodontically treated teeth restored with fiber-reinforced posts (2014), Journal of Biomedical Materials Research - Part B Applied Biomaterials, 102 (2), pp. 384-394.
Mattioli, S., Martino, S., D'Angelo, F., Emiliani, C., Kenny, J.M., Armentano, I. Nanostructured polystyrene films engineered by plasma processes: Surface characterization and stem cell interaction (2014), Journal of Applied Polymer Science, . Article in Press.
Puglia, D., Fortunati, E., D'Amico, D.A., Manfredi, L.B., Cyras, V.P., Kenny, J.M. Influence of organically modified clays on the properties and disintegrability in compost of solution cast poly(3-hydroxybutyrate) films (2014), Polymer Degradation and Stability, 99 (1), pp. 127-135.
Rescignano, N., Fortunati, E., Montesano, S., Emiliani, C., Kenny, J.M., Martino, S., Armentano, I. PVA bio-nanocomposites: A new take-off using cellulose nanocrystals and PLGA nanoparticles (2014), Carbohydrate Polymers, 99, pp. 47-58. Cited 1 time.
Fortunati, E., Rinaldi, S., Peltzer, M., Bloise, N., Visai, L., Armentano, I., Jiménez, A., Latterini, L., Kenny, J.M. Nano-biocomposite films with modified cellulose nanocrystals and synthesized silver nanoparticles (2014), Carbohydrate Polymers, 101 (1), pp. 1122-1133.
Fortunati, E. ANTIBACTERIAL ACTIVITY OF SILVER NANOPARTICLE BASED NANOCOMPOSITES (2013), In: Silver Nanoparticles: Synthesis, Uses and Health Concerns. Nova Science Publishers, Inc. Kenny J.M. and Armentano I., Editors. ISBN: 978-1-62808-402-3.
Salajkova, M., Valentini, L., Zhou, Q., Berglund, L.A. Tough nanopaper structures based on cellulose nanofibers and carbon nanotubes (2013), Composites Science and Technology, 87, pp. 103-110.
Fabbri, P., Valentini, L., Hum, J., Detsch, R., Boccaccini, A.R. 45S5 Bioglass®-derived scaffolds coated with organic-inorganic hybrids containing grapheme (2013), Materials Science and Engineering C, 33 (7), pp. 3592-3600.
Natali, M., Koo, J.H., Allcorn, E., Ezekoye, O.A. In-situ ablation recession sensor based on ultra-miniature thermocouples - part a: 0.25 mm diameter thermocouples (2013), 49th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, .

Результаты исследований

1.

Lyulin S.V., Larin S.V., Gurtovenko A.A., Nazarychev V.M., Falkovich S.G., Yudin V.E., Svetlichnyi V.M., Gofman I.V., Lyulin A.V. Thermal properties of bulk polyimides: insights from computer modeling versus experiment. Soft Matter, 2014, 10, 1244-1232. DOI: 10.1039/C3SM52521J.
2.

Larin S.V., Falkovich S.G., Nazarychev V.M., Gurtovenko A.A., Lyulin A.V., Lyulin S.V. Molecular-dynamics simulation of polyimide matrix pre-crystallization near the surface of a single-walled carbon nanotube. RSC Adv., 2014., V. 4., 830-844, DOI: 10.1039/C3RA45010D.
3.

Falkovich S.G., Lyulin S.V., Nazarychev V.M., Larin S.V., Gurtovenko A.A., Lukasheva N.V., Lyulin A.V. Influence of the electrostatic interactions on thermophysical properties of polyimides: Molecular-dynamics simulations. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2014, 52, 640–646. DOI:10.1002/polb.23460.

Рисунок к статье был помещен на обложку номера журнала.
4.

Falkovich S.G., Larin S.V., Lyulin A.V., Yudin V.E., Kenny J.M., Lyulin S.V. Influence of the carbon nanofiller surface curvature on the initiation of crystallization in thermoplastic polymers. RSC Adv. 2014, 4, 48606-48612. DOI: 10.1039/C4RA07438F.
5.

Peponi L., Puglia D., Torre L., Valentini L., Kenny J.M. Processing of nanostructured polymers and advanced polymeric based nanocomposites. Mat. Sci. Eng. R: Reports. 2014, 85, 1–46. DOI: 10.1016/j.mser.2014.08.002.
6.

Ivan'kova E., Kasatkin I., Moskalyuk O., Yudin V., Kenny J.M. Structural aspects of mechanical properties of iPP-based composites. I. Composite iPP fibers with VGCF nanofiller. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 41865. DOI: 10.1002/app.41865.
7.

Елецкий А.В., Книжник А.А., Потапкин Б.В., Кенни Х.М. Электрические характеристики полимерных композитов, содержащих углеродные нанотрубки. Успехи физических наук. 2015, 185, 225–270. DOI: 10.3367/UFNr.0185.201503a.0225.
8.

Larin S.V., Glova A.D., Serebryakov E.B., Nazarychev V.M., Kenny J.M., Lyulin S.V. Influence of the carbon nanotube surface modification on the microstructure of thermoplastic binders. RSC Adv., 2015, 5, 51621-51630. DOI: 10.1039/C5RA07851B.
9.

Nazarychev V.M., Larin S.V., Yakimansky A.V., Lukasheva N.V., Gurtovenko A.A., Gofman I.V., Yudin V.E., Svetlichnyi V.M., Kenny J.M., Lyulin S.V. Parameterization of electrostatic interactions for molecular dynamics simulations of heterocyclic polymers. J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2015, 53, 912–923. DOI: 10.1002/polb.23715.
10.

Гофман И.В. Абалов И.В., Власова Е.Н., Гойхман М.Я., Zhang B. Сравнительная оценка эффективности различных методов карбоксилирования углеродных нанотрубок как модификаторов механических свойств нанокомпозитов на основе термостойкого полиимида. Химические волокна. 2015, № 4, 14-22. DOI: 10.1007/s10692-016-9671-z (version in English).
11.

Gofman I.V., Balik K., Cerny M., Zaloudkova M., Goikhman M.Ja., Yudin V.E. Peculiarities of the initial stages of carbonization processes in polyimide-based nanocomposite films containing carbon nanoparticles. Cogent Chem. 2015, 1. DOI: 10.1080/23312009.2015.1076712.
12.

Ваганов Г.В., Юдин В.Е., Елоховский В.Ю., Мягкова Л.А., Светличный В.М., Иванькова Е.М. Углепластики на основе порошковых полиимидных связующих, модифицированных углеродными наноконусами. Полимерные материалы и технологии. 2015, 1, 38-44. Ссылка на статью.
13.

Гофман И.В., Иванькова Е.М., Абалов И.В., Смирнова В.Е., Попова Е.Н., Orell O., Юдин В.Е. Cравнительный анализ влияния наночастиц–наполнителей различного типа на механические свойства блочных образцов теплостойкого полиимидного материала. Высокомол. соед. Сер. А. 2016, 58, 73-81. DOI: 10.7868/S2308112016010028, 10.1134/S0965545X16010028 (version in English)
14.

Nazarychev V.M., Lyulin A.V., Larin S.V., Gurtovenko A.A., Kenny J.M., Lyulin S.V. Molecular dynamics simulations of uniaxial deformation of thermoplastic polyimides. Soft Matter. 2016, 12, 3972-3981. DOI: 10.1039/C6SM00230G.
15.

Falkovich S.G., Nazarychev V.M., Larin S.V., Kenny J.M., Lyulin S.V. Mechanical Properties of a Polymer at the Interface Structurally Ordered by Graphene. J. Phys. Chem. C. 2016, 120, 6771–6777. DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b11028.
16.

Glova A. D., Falkovich S. G., Larin S. V., Mezhenskaia D. A., Lukasheva N. V., Nazarychev V. M., Tolmachev D. A., Mercurieva A. A., Kenny J. M., Lyulin S. V. Poly(lactic acid)-based nanocomposites filled with cellulose nanocrystals with modified surface: all-atom molecular dynamics simulations. Polym. Int. 2016, 65, 892–898. DOI: 10.1002/pi.5102.
17.

Макаров А.Г., Слуцкер Г.Я., Гофман И.В., Васильева В.В. Начальная стадия релаксации напряжения в ориентированных полимерах. Физика твердого тела. 2016, 58, 814-820. DOI: 10.1134/S1063783416040132 (version in English).
18.

Люлин С.В., Ларин С.В., Назарычев В.М., Фалькович С.Г., Kenny J.M. Многомасштабное компьютерное моделирование полимерных нанокомпозитов на основе термопластов. Высокомол. соед. Сер. C. 2016, 58, 4-18. DOI: 10.7868/S2308114716010088, 10.1134/S1811238216010082 (version in English)
19.

Юдин В.Е., Светличный В.М. Углепластики на основе термопластичных полиимидных связующих, модифицированных наночастицами. Высокомол. соед. Сер. C. 2016, 58, 19-28. DOI: 10.7868/S230811471601012X, 10.1134/S1811238216010124 (version in English)
20.

Nazarychev V.M., Lyulin A.V., Larin S.V., Gofman I.V., Kenny J.M., Lyulin S.V. Correlation between the High-Temperature Local Mobility of Heterocyclic Polyimides and Their Mechanical Properties. Macromolecules. 2016, 49, 6700-6710. DOI: 10.1021/acs.macromol.6b00602.
21.

Окатова О.В., Диденко А.Л., Светличный В.М., Павлов Г.М. Гидродинамические, молекулярные и конформационные характеристики молекул поли-[4,4-бис-(4-N-фенокси) дифенилсульфон] имида 1,3-бис-(3,4-дикарбоксифенокси)бензола в растворах. Высокомол. соед. Сер. A. 2016, 58, 15-20. DOI: 10.7868/S2308112016010089, 10.1134/S0965545X16010089 (version in English)
22.

Bocharov S.G., Eletskii A.V., Knizhnik A.A. Nonlinear resistance of polymer composites with carbon nanotube additives in the percolation state. Tech. Phys. 2016, 61, 1506-1510. DOI: 10.1134/S1063784216100078 (version in English).
23.

Borzdun N.I., Larin S.V., Falkovich S.G., Nazarychev V.M., Volhin I.V., Yakimanskii A.V., Lyulin A.V., Negi V., Bobbert P.A., Lyulin S.V. Molecular Dynamics Simulation of Poly(3-Hexylthiophene) Helical Structure In Vacuo and in Amorphous Polymer Surrounding. J. Polym. Sci. B. 2016, 23, 2448-2456. DOI: 10.1002/polb.24236.

24.

Lyulin S.V. Correlation between overcharging peculiarities and the solubility of interpolyelectrolyte complexes. Chem. Phys. Lett. 2016. DOI: 10.1016/j.cplett.2016.11.008.

25.

Lukasheva N.V., Tolmachev D.A., Nazarychev V.M., Kenny J.M., Lyulin S.V. Influence of specific intermolecular interactions on the thermal and dielectric properties of bulk polymers: atomistic molecular dynamics simulations of Nylon 6. Soft Matter. 2017. DOI: 10.1039/C6SM02169G.

Back to top