Home / Publications / Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон

Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон

Е. М. Иванькова 1
Е. М. Иванькова
, 
И. В. Кунцман 1
И. В. Кунцман
, 
А. Л. Диденко 1, 2 *
А. Л. Диденко
* vanilin72@yandex.ru
, 
Г. В. Ваганов 1
Г. В. Ваганов
, 
А. С. Нестерова 1, 2
А. С. Нестерова
, 
В. К. Лаврентьев 1
В. К. Лаврентьев
, 
В. Е. Крафт 1
В. Е. Крафт
, 
Т. С. Анохина 2
Т. С. Анохина
, 
И. Л. Борисов 2
И. Л. Борисов
, 
И. В. Абалов 1
И. В. Абалов
, 
А. О. Малахов 2
А. О. Малахов
, 
В. В. Кудрявцев 1, 2
В. В. Кудрявцев
Published 2025-12-10
Article , Volume 75, Issue 1, 332-347
Share
Cite this
GOST
 | 
Cite this
GOST Copy
Иванькова Е. М. et al. Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон // Russian Chemical Bulletin. 2025. Vol. 75. No. 1. pp. 332-347.
GOST all authors (up to 50) Copy
Иванькова Е. М., Кунцман И. В., Диденко А. Л., Ваганов Г. В., Нестерова А. С., Лаврентьев В. К., Крафт В. Е., Анохина Т. С., Борисов И. Л., Абалов И. В., Малахов А. О., Кудрявцев В. В. Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон // Russian Chemical Bulletin. 2025. Vol. 75. No. 1. pp. 332-347.
RIS
 | 
Cite this
RIS Copy
TY - JOUR
UR - https://russchembull.colab.ws/publications/60
TI - Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон
T2 - Russian Chemical Bulletin
AU - Иванькова, Е. М.
AU - Кунцман, И. В.
AU - Диденко, А. Л.
AU - Ваганов, Г. В.
AU - Нестерова, А. С.
AU - Лаврентьев, В. К.
AU - Крафт, В. Е.
AU - Анохина, Т. С.
AU - Борисов, И. Л.
AU - Абалов, И. В.
AU - Малахов, А. О.
AU - Кудрявцев, В. В.
PY - 2025
DA - 2025/12/10
PB - Известия Академии наук. Серия химическая
SP - 332-347
IS - 1
VL - 75
ER -
BibTex
 | 
Cite this
BibTex (up to 50 authors) Copy
@article{2025_Иванькова,
author = {Е. М. Иванькова and И. В. Кунцман and А. Л. Диденко and Г. В. Ваганов and А. С. Нестерова and В. К. Лаврентьев and В. Е. Крафт and Т. С. Анохина and И. Л. Борисов and И. В. Абалов and А. О. Малахов and В. В. Кудрявцев},
title = {Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон},
journal = {Russian Chemical Bulletin},
year = {2025},
volume = {75},
publisher = {Известия Академии наук. Серия химическая},
month = {Dec},
url = {https://russchembull.colab.ws/publications/60},
number = {1},
pages = {332--347}
}
MLA
Cite this
MLA Copy
Иванькова, Е. М., et al. “Морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов на основе сополиуретанимидных микроволокон.” Russian Chemical Bulletin, vol. 75, no. 1, Dec. 2025, pp. 332-347. https://russchembull.colab.ws/publications/60.

Keywords

каландрирование
морфология
нетканые материалы
сополи(уретан-имид)
фильтрационные свойства
электроспиннинг

Abstract

Исследована морфология и фильтрационные свойства пористых полиимидных материалов, полученных в результате переработки преполимеров — сополи(уретан-имидов) (СПУИ) варьируемого химического состава. В процессе каландрирования и управляемого отжига микроволокнистых полотен, полученных электроспиннингом СПУИ, происходит деструкция полиэфирных блоков, связанных в исходном сополимере с полиимидными блоками изоцианатными группами, и образование пористого материала полиимидного строения. При этом наблюдали усадку полотен и уменьшение размеров пор. Для синтеза СПУИ использованы поликапролактон, 2,4-толуилендиизоцианат, 4,4´-диаминодифениловый эфир, пиромеллитовый ангидрид и диангидрид 3,3´,4,4´-дифенилоксидтетракарбоновой кислоты. Образцы СПУИ исследованы методами термогравиметрического анализа, сканирующей электронной микроскопии; также определены их деформационно-прочностные свойства. Показано влияние на морфологическую структуру и фильтрационные характеристики конечных материалов как химического строения СПУИ, так и режимов каландрирования и последующего термического отжига. Оптимальные фильтрационные характеристики демонстрируют конечные пористые материалы, полученные из образцов СПУИ-III и СПУИ-IV: значения производительности фильтрации для чистого ДМФА составляют 281.6 и 278.0 кг•(м2•ч•атм)–1 соответственно, а для раствора красителя в ДМФА — 93.9 и 111.9 кг•(м2•ч•атм)–1; при этом коэффициент задерживания фталоцианина равен 98% и более. По этим характеристикам полученные фильтрующие материалы близки к ультрафильтрационным мембранам.

References

1.
Advanced Polyimide Materials 1st Edition: Synthesis, Characterization, and Applications, Ed. Shi-Yong Yang, Elsevier, 2018, 498 p.
2.
M. J. Abadie, A. L. Rusanov, Practical Guide to Polyimides, Shawbury: iSmithers Rapra Publishing, 2007, 84 p.
3.
Polyimides
Sroog C.E.
Progress in Polymer Science, 1991
5.
Fabrication of ultra-low radioactivity detector holders for Edelweiss-II
Navick X.-., Carty M., Chapellier M., Chardin G., Goldbach C., Granelli R., Hervé S., Karolak M., Nollez G., Nizery F., Riccio C., Starzynski P., Villar V.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 2004
6.
The thermal conductivity of Kapton HN between 0.5 and 5 K
Lawrence J., Patel A.B., Brisson J.G.
Cryogenics, 2000
7.
Advanced polyimide materials: Syntheses, physical properties and applications
Liaw D., Wang K., Huang Y., Lee K., Lai J., Ha C.
Progress in Polymer Science, 2012
8.
W. Schumann, H. Strathmann, Polyimide membrane and process for making same, US patent, 3925211, 1975
9.
Ю. В. Костина, Дисс. канд. хим. наук, 2006, 145 с. https://www.dissercat.com/content/vliyanie-strukturnykh-osobennostei-aromaticheskikh-poliimidov-na-ikh-transportnye-svoistva
10.
А. Ю. Алентьев, Ю. П. Ямпольский, А. Л. Русанов, Д. Ю. Лихачев, Г. В. Казакова, Л. Г. Комарова, М. П. Пригожина, Высокомолекуляр. соединения, Сер. А, 2003, 45, 1566—1573
11.
H. Ohya, V. V. Kudryavtsev, S. I. Semenova, Polyimide Membranes: Applications, Fabrications, and Properties, Kodansha Inc., New-York, NY, USA, 1996, 314 p
12.
Advanced gas separation membrane materials: rigid aromatic polyimides
Kim T., Koros W.J., Husk G.R.
Separation Science and Technology, 1988
13.
R. M. Gerkin, B. L. Hilker, Encyclopedia of Materials: Science and Technology. 2001
14.
US Pat. 4929358, 1990. Polyurethane-imide membranes and their use for the separation of aromatics from non-aromatics
15.
Highly selective multi-block poly(ether-urea-imide)s for CO2/N2 separation: Structure-morphology-properties relationships
Solimando X., Babin J., Arnal-Herault C., Wang M., Barth D., Roizard D., Doillon-Halmenschlager J., Ponçot M., Royaud I., Alcouffe P., David L., Jonquieres A.
Polymer, 2017
16.
Dynamic mechanical behavior and structure of polyurethaneimides
Masiulanis B., Hrouz J., Baldrian J., Ilavský M., Dušek K.
Journal of Applied Polymer Science, 1987
17.
Synthesis and Properties of Novel Polyurethane-Imide Elastomers
Ueda T., Inoue S.
Open Journal of Organic Polymer Materials, 2018
19.
A. L. Didenko, V. E. Smirnova, G. V. Vaganov, E. N. Popova, V. Yu. Elokhovskii, O. V. Toloshko, E. S. Vasilyeva, D. A. Kuznetсov, V. M. Svetlichnyi, V. E. Yudin, V. V. Kudryavtsev, J. Inter. Sci. Publ.: Materials, Methods and Technologies, 2018, 12, 144—158; https://www.scientific-publications.net/en/article/1001690/
20.
A Review on Synthesis and Property of Polyurethane-Imide
Sang X.M., Wang R.Z., Chen X.G., Zhang L., An M., Shen Y.
Advanced Materials Research, 2011
22.
Selective Destruction of Soluble Polyurethaneimide as Novel Approach for Fabrication of Insoluble Polyimide Films
Didenko A.L., Ivanov A.G., Smirnova V.E., Vaganov G.V., Anokhina T.S., Borisov I.L., Volkov V.V., Volkov A.V., Kudryavtsev V.V.
Polymers, 2022
23.
Morphological Analysis of Poly(4,4′-oxydiphenylene-pyromellitimide)-Based Organic Solvent Nanofiltration Membranes Formed by the Solution Method
Sukhanova T.E., Didenko A.L., Borisov I.L., Anokhina T.S., Ivanov A.G., Nesterova A.S., Kobykhno I.A., Yushkin A.A., Kudryavtsev V.V., Volkov A.V.
Membranes, 2022
25.
Effect of the molar mass of polyimide based on pyromellitic dianhydride and 4,4′‐oxydianiline on dielectric and mechanical properties of nonwoven oriented polyimide materials
Kamalov A., Vaganov G., Simonova M., Kraft V., Nesterova A., Saprykina N., Romasheva M., Filippov A., Yudin V.
Polymer Engineering and Science, 2024
26.
A. M. Kamalov, V. E. Kraft, G. V. Vaganov, A. S. Nesterova, M. E. Borisova, E. M. Ivan’kova, V. E. Yudin, St. Petersburg State Polytechnical University Journal, Physics and Mathematics, 2023, 16, 233; https://doi.org/10.18721/JPM.163.240
27.
Functional Polyimide-Based Electrospun Fibers for Biomedical Application
Serbezeanu D., Vlad-Bubulac T., Rusu D., Grădișteanu Pircalabioru G., Samoilă I., Dinescu S., Aflori M.
Materials, 2019
28.
Preparation of the Ultra-Low Dielectric Constant Polyimide Fiber Membranes Enabled by Electrospinning
Liu J., Min Y., Chen J., Zhou H., Wang C.
Macromolecular Rapid Communications, 2007
29.
Obtainment of Aromatic Polyimide Nanofibers and Materials on Their Basis for Cell Technologies
Matrenichev V.V., Popryadukhin P.V., Sklizkova V.P., Svetlichnyi V.M., Kryukov A.E., Smirnova N.V., Ivan’kova E.M., Popova E.N., Dobrovol’skaya I.P., Yudin V.E.
Polymer Science - Series A, 2018
30.
The History of Electrospinning: Past, Present, and Future Developments
Keirouz A., Wang Z., Reddy V.S., Nagy Z.K., Vass P., Buzgo M., Ramakrishna S., Radacsi N.
Advanced Materials Technologies, 2023
31.
Synthesis, characterization and hydrolytic stability of poly (amic acid) ammonium salt
Cai D., Su J., Huang M., Liu Y., Wang J., Dai L.
Polymer Degradation and Stability, 2011
32.
Study on Mechanical Properties of Styrene-ethylene/butylene-styrene/polystyrene Blends
Sang X.M., Zhang L., Wang R.Z., Chen X.G., An M., Shen Y.
Advanced Materials Research, 2011
33.
A. L. Didenko, V. E. Smirnova, G. V. Vaganov, E. N. Popova, V. Yu. Elokhovskii, O. V. Toloshko, E. S. Vasilyeva, D. A. Kuznetсov, V. M. Svetlichnyi, V. E. Yudin, V. V. Kudryavtsev, J. Inter. Sci. Publication: Materials, Methods and Technologies, 2018, 12, 144; https://www.scientific-publications.net/en/article/1001690/; https://www.scientific-publications.net/get/1000030/1536243749619408.pdf
34.
De Visser A.C., Gregonis D.E., Driessen A.A.
Die Makromolekulare Chemie, 1978
35.
А. С. Нестерова, Е. М. Иванькова, Г. В. Ваганов, А. Л. Диденко, А. М. Камалов, Е. Н. Попова, Т. С. Анохина, И. Л. Борисов, В. Е. Крафт, В. Е. Юдин, А. О. Малахов, В. В. Кудрявцев, Инженерно-физический журнал, 2025, 97, 1550; https://www.itmo.by/publications/jepter/bibl/?ELEMENT_ID=28609
36.
Imide Containing Polymers as Promising Filtration Nonwovens
Nesterova A.S., Didenko A.L., Vaganov G.V., Kamalov A.M., Anokhina T.S., Borisov I.L., Kraft V.E., Yudin V.E., Malakhov A.O., Kudryavtsev V.V.
Russian Journal of Physical Chemistry A, 2024
37.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ НАНОЧАСТИЦ–НАПОЛНИТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЛОЧНЫХ ОБРАЗЦОВ ТЕПЛОСТОЙКОГО ПОЛИИМИДНОГО МАТЕРИАЛА
Гофман И.В., Иванькова Е.М., Абалов И.В., Смирнова В.Е., Попова Е.Н., Orell O., Vuorinen J., Юдин В.Е.
Высокомолекулярные соединения А, 2016
38.
Synthesis and dynamic mechanical properties of cross-linked multiblock poly(urethane-imide) copolymers
Didenko A.L., Ivanov A.G., Bogdanova E.A., Smirnova V.E., Vaganov G.V., Popova E.N., Kuznetsov D.A., Kobykhno I.A., Vasiliyeva E.S., Tolochko O.V., Svetlichniy V.M., Yudin V.E., Kudryavtsev V.V.
Russian Chemical Bulletin, 2021
39.
Co-poly(urethane-imide)s based on poly[di(ethylene glycol) adipate] and their compositions with thermoplastic polyimide: synthesis and properties
Didenko A.L., Kuznetcov D.A., Smirnova V.E., Popova E.N., Vaganov G.V., Ivanov A.G., Yudin V.E., Svetlichnyi V.M., Kudryavtsev V.V.
Russian Chemical Bulletin, 2020
40.
Composites of multiblock (segmented) aliphatic poly(ester imide) with zirconia nanoparticles: Synthesis, mechanical properties, and pervaporation behavior
Yudin V.E., Bugrov A.N., Didenko A.L., Smirnova V.E., Gofman I.V., Kononova S.V., Kremnev R.V., Popova E.N., Svetlichnyi V.M., Kudryavtsev V.V.
Polymer Science - Series B, 2014
41.
Synthesis, Heat Resistance, and Mechanical Properties of Cross-Linked Urethane–Imide Copolymers Containing Blocks of Two Structurally Different Aliphatic Fragments (Polyether and Polyester) in the Backbone
Didenko A.L., Ivanov A.G., Bogdanova E.A., Smirnova V.E., Vaganov G.V., Popova E.N., Kuznetsov D.A., Kobykhno I.A., Vasil’eva E.S., Tolochko O.V., Svetlichnyi V.M., Yudin V.E., Kudryavtsev V.V.
Russian Journal of Applied Chemistry, 2021
42.
Investigation of the Effect of Mono- and Diurethane Units on the Deformation and Strength Properties of Polyurethanimides
Kuznetsov D.A., Svetlichnyi V.M., Didenko A.L., Vaganov G.V., Elokhovskii V.Y., Kudryavtsev V.V., Yudin V.E.
Russian Journal of Applied Chemistry, 2020
43.
Multiblock Copoly(urethane–imide)s with the Properties of Thermoplastic Elastomers
Didenko A.L., Kuznetsov D.A., Vaganov G.V., Smirnova V.E., Popova E.N., Ivanov A.G., Svetlichnyi V.M., Yudin V.E., Kudryavtsev V.V.
Polymer Science - Series C, 2020
44.
Dynamic mechanical properties, thermal and heat resistance of multiblock co-poly(urethane-imide) films with graphene and tungsten disulfide
Didenko A.L., Smirnova V.E., Popova E.N., Vaganov G.V., Kuznetcov D.A., Svetlichnyi V.M., Tolochko O.V., Vasilyeva E.S., Yudin V.E., Kudryavtsev V.V.
Russian Chemical Bulletin, 2019
45.
Fabrication of microfiltration membranes from polyisobutylene/polymethylpentene blends
Ignatenko V.Y., Anokhina T.S., Ilyin S.O., Kostyuk A.V., Bakhtin D.S., Antonov S.V., Volkov A.V.
Polymer International, 2019
46.
J. M. Thompson, Infrared Spectroscopy, Pan Stanford Publishing Pt. Ltd., 2018