RU2676975C2 - Method for functionalization of surface of detonation nanodiamonds - Google Patents

Abstract

FIELD: materials science.

SUBSTANCE: invention relates to the field of materials science and can be used in the manufacture of nanomaterials. Homogeneous mixture of powders of nanodiamonds in the amount of 20–35 wt. % and polytetrafluoroethylene is subjected to thermochemical treatment in an inert atmosphere at a temperature of 420–500 °C to complete decomposition of polytetrafluoroethylene. Produce detonation nanodiamonds with fluorinated surface. Uniformity of concentration of fluorine-containing functional groups on the surface of nanodiamonds throughout the volume of the powder increases.

EFFECT: eliminating the need for radiation processing.

1 cl, 2 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к способам получения наноматериалов, более конкретно, к способам управления химической активностью наноалмазных частиц путем фторирования их поверхности.The invention relates to the field of materials science, and in particular to methods for producing nanomaterials, and more particularly, to methods for controlling the chemical activity of nanodiamond particles by fluorination of their surface.

Детонационные наноалмазы (ДНА), синтезируемые из взрывчатых веществ в промышленных масштабах, находят широкое практическое применение (В.Ю. Долматов. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза: свойства и применение. Успехи химии, т. 70, с. 687-708, 2001). В связи с малым размером кристаллов ДНА (4-6 нм) и высокой удельной поверхность наноалмазного материала химический состав поверхности оказывает решающее влияние на поведение ДНА в различных технологических процессах. В связи с этим возникает проблема направленной химической модификации поверхности ДНА (химическая прививка функциональных поверхностных групп).Detonation nanodiamonds (DNDs) synthesized from explosives on an industrial scale are widely used (V.Yu. Dolmatov. Ultrafine detonation synthesis diamonds: properties and applications. Advances in Chemistry, vol. 70, p. 687-708, 2001). Due to the small size of the DND crystals (4-6 nm) and the high specific surface of the nanodiamond material, the chemical composition of the surface has a decisive influence on the behavior of DNDs in various technological processes. In this connection, the problem of directed chemical modification of the DND surface (chemical grafting of functional surface groups) arises.

Известно, что фторирование углеродных материалов, включая алмазные материалы, является наиболее эффективным методом модификации и управления их физико-химическими свойствами (Н. Touhara, F. Okino. Property control of carbon materials by fluorination. Carbon, v. 38, pp. 241-267, 2000). Фторирование (прививка фторсодержащих поверхностных групп) поверхности алмазных порошков приводит к улучшению трибологических свойств (J.C. Sung, М. Kan, М. Sung. Fluorinated DLC for tribological applications. International Journal of Surface Science and Engineering, v. 1, pp. 429-440, 2007), повышению устойчивости жидких суспензий ДНА (United States Patent 20090283718.It is known that fluorination of carbon materials, including diamond materials, is the most effective method of modifying and controlling their physicochemical properties (N. Touhara, F. Okino. Property control of carbon materials by fluorination. Carbon, v. 38, pp. 241- 267, 2000). Fluorination (grafting of fluorine-containing surface groups) of the surface of diamond powders leads to improved tribological properties (JC Sung, M. Kan, M. Sung. Fluorinated DLC for tribological applications. International Journal of Surface Science and Engineering, v. 1, pp. 429-440 , 2007), increasing the stability of DND liquid suspensions (United States Patent 20090283718.

Method for preparing fluorinated nanodiamond liquid dispersion.), возможности дальнейшей химической функционализации поверхности (V.N. Khabashesku, J.L. Margrave, E.V. Barrera. Functionalized carbon nanotubes and nanodiamonds for engineering and biomedical applications. Diamond and Related Materials, v. 14, pp.859-866, 2005), возможности получения покрытий из наноалмазных частиц, ковалентно связанных с подложкой (Y. Liu et al., Fluorinated nanodiamond as a wet chemistry precursor for diamond coatings covalently bonded to glass surface. J. Am. Chem. Soc, v. 127, pp. 3712-3713, 2005,) и др.Method for preparing fluorinated nanodiamond liquid dispersion.), Possibilities for further chemical functionalization of the surface (VN Khabashesku, JL Margrave, EV Barrera. Functionalized carbon nanotubes and nanodiamonds for engineering and biomedical applications. Diamond and Related Materials, v. 14, pp. 859-866 , 2005), the possibility of producing coatings of nanodiamond particles covalently bonded to a substrate (Y. Liu et al., Fluorinated nanodiamond as a wet chemistry precursor for diamond coatings covalently bonded to glass surface. J. Am. Chem. Soc. V. 127 , pp. 3712-3713, 2005,), etc.

Известен способ фторирования ДНА, заключающийся в термической обработке ДНА в проточном термохимическом реакторе в газовом потоке смеси фтора и водорода (United States Patent 20050158549. Functionalization of nanodiamond powder through fluorination and subsequent derivatization reactions.). К недостаткам способа относится необходимость использования агрессивных и взрывоопасных газов, сложность получения больших количеств фторированного наноалмазного порошка из-за трудности обеспечения однородности концентрации газовых реагентов в объеме порошка, а также потери наноматериала при уносе газовым потоком из-за высокой летучести ДНА.A known method of fluorination of DND, which consists in heat treatment of DND in a flow thermochemical reactor in a gas stream of a mixture of fluorine and hydrogen (United States Patent 20050158549. Functionalization of nanodiamond powder through fluorination and subsequent derivatization reactions.). The disadvantages of the method include the need to use aggressive and explosive gases, the difficulty of obtaining large quantities of fluorinated nanodiamond powder due to the difficulty of ensuring uniformity of the concentration of gas reagents in the powder volume, as well as the loss of nanomaterial during entrainment by a gas stream due to the high volatility of DND.

Другой известный метод фторирования заключается в воздействии излучения на алмазный порошок в присутствии фторсодержащего вещества (Т. Nakamura, М. Ishihara, Т. Ohana and Y. Koga. Chemical modification of diamond powder using photolysis of perfluoroazooctane. Chem. Commun., pp. 900-901, 2003). В этом способе наноалмазный порошок диспергируют в растворе, содержащем перфторазооктан (perfluoroazooctane) (C₁₆F₃₄N₂) и перфторгексан (perfluorohexane) (C₆F₁₄), и облучают ультрафиолетовым светом при постоянном перемешивании суспензии в атмосфере инертного газа (аргон). После облучения порошок извлекают из раствора, промывают и сушат. Недостатками способа являются проведение облучения в жидких суспензиях с последующей отмывкой и сушкой алмазного материала, что технологически усложняет способ и может приводить к потерям материала. Кроме того, этот способ характеризуется сложностью получения больших количеств фторированного ДНА, поскольку при больших концентрациях наноалмазного порошка в растворе эффективность фторирования резко падает из-за снижения эффективности фотолиза фторуглеродных молекул, вызванного поглощением излучения алмазными наночастицами и падением интенсивности излучения в объеме.Another known fluoridation method is to expose a diamond powder to radiation in the presence of a fluorine-containing substance (T. Nakamura, M. Ishihara, T. Ohana and Y. Koga. Chemical modification of diamond powder using photolysis of perfluoroazooctane. Chem. Commun., Pp. 900. -901, 2003). In this method, the nanodiamond powder is dispersed in a solution containing perfluoroazooctane (C ₁₆ F ₃₄ N ₂ ) and perfluorohexane (perfluorohexane) (C ₆ F ₁₄ ) and irradiated with ultraviolet light with constant stirring of the suspension in an inert gas atmosphere (argon). After irradiation, the powder is removed from the solution, washed and dried. The disadvantages of the method are irradiation in liquid suspensions, followed by washing and drying of the diamond material, which technologically complicates the method and can lead to loss of material. In addition, this method is characterized by the difficulty of obtaining large amounts of fluorinated DND, since at high concentrations of nanodiamond powder in solution, the fluorination efficiency drops sharply due to a decrease in the photolysis efficiency of fluorocarbon molecules caused by absorption of radiation by diamond nanoparticles and a decrease in radiation intensity in the volume.

Наиболее близким к предлагаемому является способ функционализации поверхности ДНА, включающий воздействие гамма-излучения на наноалмазный порошок в инертной атмосфере в присутствии фторсодержащего полимерного вещества - политетрафторэтилена (ПТФЭ) при температуре 300-350°С (Патент РФ №. 2473464 опубл. 27.01.2013). Способ основан на взаимодействии продуктов радиолиза ПТФЭ с поверхностью ДНА в присутствии гамма-излучения при повышенных температурах. Способ обеспечивает получение больших количеств фторированных ДНА. К недостаткам способа относится необходимость использования источника проникающей радиации. Кроме того, в условиях реализации способа не происходит полного разложения ПТФЭ, что исключает возможность использования смеси ДНА и ПТФЭ (ПТФЭ материал и порошок ДНА должны быть пространственно разделены), что в свою очередь не обеспечивает достаточной степени однородности функционализации по объему порошка ДНА. В лучшем случае (при использовании специальных конструкций для реализации способа) разброс концентраций фторсодержащих групп на поверхности ДНА в различных частях порошка составляет 30%. Такая неоднородность связана с градиентом концентрации продуктов радиолиза ПТФЭ при их диффузии в объеме порошка ДНА.Closest to the proposed method is the functionalization of the surface of the DND, including the effect of gamma radiation on a nanodiamond powder in an inert atmosphere in the presence of a fluorine-containing polymer substance - polytetrafluoroethylene (PTFE) at a temperature of 300-350 ° C (RF Patent No. 2473464 publ. January 27, 2013) . The method is based on the interaction of PTFE radiolysis products with the DND surface in the presence of gamma radiation at elevated temperatures. The method provides for the production of large quantities of fluorinated DNDs. The disadvantages of the method include the need to use a source of penetrating radiation. In addition, under the conditions of the method, the complete decomposition of PTFE does not occur, which excludes the possibility of using a mixture of DND and PTFE (PTFE material and DND powder must be spatially separated), which in turn does not provide a sufficient degree of uniformity of functionalization in terms of the volume of DND powder. In the best case (when using special constructions to implement the method), the concentration dispersion of fluorine-containing groups on the surface of the DND in various parts of the powder is 30%. Such heterogeneity is associated with the concentration gradient of PTFE radiolysis products during their diffusion in the volume of DND powder.

Технической задачей настоящего изобретения является создание способа функционализации поверхности детонационных наноалмазов путем ее фторирования, обеспечивающего исключение необходимости использования радиационной обработки и повышение степени однородности фунционализации поверхности ДНА.An object of the present invention is to provide a method for functionalizing the surface of detonation nanodiamonds by fluorinating it, eliminating the need for radiation treatment and increasing the degree of uniformity of functionalization of the DND surface.

Указанные цели достигаются термохимической обработкой порошка ДНА в однородной смеси с порошком ПТФЭ при температуре 420-500°С до полного разложения ПТФЭ, а также использованием смеси при содержании порошка наноалмазов 20-35 вес. %.These goals are achieved by thermochemical treatment of DND powder in a homogeneous mixture with PTFE powder at a temperature of 420-500 ° C until PTFE is completely decomposed, as well as using a mixture with a nanodiamond powder content of 20-35 weight. %

Под термохимической обработкой в данном техническом решении подразумевается прогрев порошка ДНА в присутствии первичных продуктов (радикалов) терморазложения ПТФЭ.By thermochemical treatment in this technical solution is meant the heating of DND powder in the presence of primary products (radicals) of thermal decomposition of PTFE.

Сущность предлагаемого способа составляет обнаруженное авторами существенное влияние УДА на процесс терморазложения УДА/ПТФЭ композита в инертной атмосфере. Наноалмазы могут производиться в промышленных масштабах из взрывчатых веществ методом детонационного синтеза (В.Ю. Долматов. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза: свойства и применение. Успехи химии, т. 70, с. 687-708, 2001). Присутствие УДА в полимере ПТФЭ приводит к коренному изменению механизма терморазложения ПТФЭ.The essence of the proposed method is found by the authors of the significant influence of UDD on the process of thermal decomposition of UDD / PTFE composite in an inert atmosphere. Nanodiamonds can be produced commercially from explosives by the method of detonation synthesis (V. Yu. Dolmatov. Ultrafine detonation synthesis diamonds: properties and applications. Advances in Chemistry, vol. 70, pp. 687-708, 2001). The presence of UDD in the polymer of PTFE leads to a radical change in the mechanism of thermal decomposition of PTFE.

Масс-спектрометрический анализ состава продуктов газовыделения из композитов ПТФЭ, а также измерения потери веса образцов при нагреве в вакууме или инертной атмосфере (аргон, гелий, азот) до температур в интервале 400-600°С показали, что присутствие ДНА в полимерной матрице приводит к изменению характеристик газовыделения (состав и количество выделяющихся газов). В частности, присутствие ДНА в ПТФЭ приводит к существенному увеличению скорости терморазложения за счет появления фторуглеродных соединений C_xF_y с молекулярной массой не менее 1400, отсутствующих в продуктах терморазложения чистого ПТФЭ, для которого основным продуктом является мономер C₂F₄. При определенных условиях (концентрация ДНА в смеси, температура и длительность термообработки) достигается полное разложение исходной полимерной матрицы ПТФЭ. Экспериментальные исследования показали, что на частицах ДНА, оставшихся после терморазложения ПТФЭ, образуется прочносвязанный фторированный слой. Для образования такого слоя необходимо использование однородной (гомогенизированной) смеси ДНА и ПТФЭ, т.к. проведение термообработки пространственно разделенных ПТФЭ и ДНА (как в прототипе) не приводило к функционализации поверхности ДНА. Детальный механизм такого явления остается неясным. Очевидно, однако, что он включает в себя взаимодействие первичных короткоживущих продуктов (радикалов) терморазложения ПТФЭ с поверхностью ДНА.Mass spectrometric analysis of the composition of gas evolution products from PTFE composites, as well as measurements of the weight loss of samples when heated in a vacuum or inert atmosphere (argon, helium, nitrogen) to temperatures in the range 400-600 ° C, showed that the presence of DND in the polymer matrix leads to changes in gas evolution characteristics (composition and amount of released gases). In particular, the presence of DND in PTFE leads to a significant increase in the rate of thermal decomposition due to the appearance of fluorocarbon compounds C _x F _y with a molecular mass of at least 1400 that are absent in the thermal decomposition products of pure PTFE, for which the main product is C ₂ F ₄ monomer. Under certain conditions (DND concentration in the mixture, temperature and duration of heat treatment), complete decomposition of the initial PTFE polymer matrix is achieved. Experimental studies have shown that a strongly bonded fluorinated layer forms on DND particles remaining after thermal decomposition of PTFE. For the formation of such a layer, it is necessary to use a homogeneous (homogenized) mixture of DND and PTFE, because heat treatment of spatially separated PTFE and DND (as in the prototype) did not lead to functionalization of the DND surface. The detailed mechanism of this phenomenon remains unclear. It is obvious, however, that it involves the interaction of primary short-lived products (radicals) of thermal decomposition of PTFE with the surface of the DND.

Проведенные эксперименты показали, что эффективность функционализации поверхности (содержание фтора) ДНА существенно зависит от температуры термообработки смеси ДНА/ПТФЭ. При температурах ниже 400°С эффективность фторировании низкая, что может быть связано с температурной зависимостью взаимодействия радикалов с ДНА. Кроме того, в этой области температур трудно достичь полного разложения полимерной матрицы в смеси ДНА/ПТФЭ даже при высоком содержании ДНА в смеси. В этом случае образец после термообработки будет представлять собой смесь фторированного ДНА и ПТФЭ. При температурах свыше 500°С эффективность функционализации ДНА также снижается из-за термодесорбции фторсодержащих молекул с поверхности ДНА. Максимальная скорость функционализации достигается в диапазоне 420-500°С.The experiments showed that the efficiency of the functionalization of the surface (fluorine content) of DNDs substantially depends on the heat treatment temperature of the DND / PTFE mixture. At temperatures below 400 ° C, the fluorination efficiency is low, which may be due to the temperature dependence of the interaction of radicals with DND. In addition, in this temperature range, it is difficult to achieve complete decomposition of the polymer matrix in the DND / PTFE mixture even with a high DND content in the mixture. In this case, the sample after heat treatment will be a mixture of fluorinated DND and PTFE. At temperatures above 500 ° C, the efficiency of DND functionalization also decreases due to thermal desorption of fluorine-containing molecules from the DND surface. The maximum speed of functionalization is achieved in the range of 420-500 ° C.

Было обнаружено также, что эффективность функционализации поверхности ДНА немонотонно зависит от содержания (концентрации) ДНА в смеси с ПТФЭ. Низкая эффективность при малых содержаниях ДНА может быть связана с нелинейной зависимостью расстояния между частицами ДНА в смеси с полимером от концентрации частиц. В этом случае концентрация первичных короткоживущих продуктов разложения ПТФЭ (фторсодержащих радикалов) вблизи поверхности частиц ДНА мала из-за их участия в обычной реакции терморазложения ПТФЭ (с образованием мономера C₂F₄) в области между частицами ДНА. При очень больших содержаниях ДНА в смеси эффективность функционализации также мала из-за относительно низкого содержания полимерной фазы, являющейся источником фторсодержащих радикалов, и большой суммарной площади поверхности ДНА. Максимальная эффективность функционализации достигается при содержании ДНА 20-35 вес. %.It was also found that the efficiency of functionalization of the DND surface nonmonotonically depends on the content (concentration) of DND in a mixture with PTFE. Low efficiency at low DND contents may be due to the nonlinear dependence of the distance between the DND particles in the mixture with the polymer on the particle concentration. In this case, the concentration of primary short-lived decomposition products of PTFE (fluorine-containing radicals) near the surface of DND particles is low due to their participation in the usual thermal decomposition of PTFE (with the formation of C ₂ F ₄ monomer) in the region between the DND particles. With very large DND contents in the mixture, the efficiency of functionalization is also low due to the relatively low content of the polymer phase, which is the source of fluorine-containing radicals, and the large total surface area of DND. The maximum efficiency of functionalization is achieved with a DND content of 20-35 weight. %

Использование гомогенизированной смеси порошков ДНА и ПТФЭ обеспечивает высокую степень однородности функционализации различных участков порошка ДНА благодаря исключению градиентов концентрации активных фторсодержащих соединений по объему порошка ДНА.The use of a homogenized mixture of DND and PTFE powders provides a high degree of uniformity of functionalization of different sections of DND powder due to the exclusion of concentration gradients of active fluorine-containing compounds by volume of DND powder.

В качестве исходного наноалмазного вещества использовали порошки ДНА (А.И. Лямкин и др. Получение алмазов из взрывчатых веществ. ДАН СССР, 1988, т. 302, N 3, с. 611-613), образующихся при детонации взрывчатой смеси тротила с гексогеном во взрывной камере в различных условиях. Порошки ДНА выделяли из конденсированных углеродных продуктов взрыва последовательной химической обработкой в концентрированных и разбавленных кислотах для удаления неалмазных форм углерода и металлических примесей. Образцы представляют собой углеродный материал с кристаллической структурой алмаза. Средний размер кристаллитов - 3-5 нм. Удельная поверхность порошка - 250-350 м²/г.DND powders (A.I. Lyamkin et al. Obtaining diamonds from explosives. DAN SSSR, 1988, vol. 302, No. 3, pp. 611-613) formed during the detonation of an explosive mixture of trotyl with hexogen were used as the initial nanodiamonds. in an explosive chamber in various conditions. DND powders were isolated from condensed carbon products of the explosion by sequential chemical treatment in concentrated and dilute acids to remove non-diamond forms of carbon and metallic impurities. Samples are carbon material with a diamond crystal structure. The average crystallite size is 3-5 nm. The specific surface of the powder is 250-350 m ² / g.

Изобретение иллюстрируется примерами №№1-12.The invention is illustrated by examples No. 1-12.

Результаты измерений примеров №№1-6 сведены в табл. 1.The measurement results of examples No. 1-6 are summarized in table. one.

Результаты измерений примеров №№6- 12 сведены в табл. 2.The measurement results of examples No. 6-12 are summarized in table. 2.

Пример 4.Example 4

Порошки ДНА и ПТФЭ (марка ПН90) при содержании ДНА 30 вес. % перемешивают вручную и дополнительно диспергируют в ножевой мельнице до получения однородной смеси. При использовании порошков ДНА с неизвестной химией поверхности, зависящей от деталей синтеза ДНА, рекомендуется предварительный прогрев порошка ДНА в инертной атмосфере или вакууме при температуре 500°С для удаления летучих поверхностных примесей, которые могут влиять на эффективность функционализации ДНА. Из полученной смеси прессованием готовят образцы для исключения возможного уноса материала при интенсивном газовыделении при нагреве. Полученные образцы загружают в открытые контейнеры и помещают в камеру термоэлектрической печи с возможностью вакуумной откачки камеры или прокачки инертного газа (аргон, азот и др.) через камеру. Образец нагревают в инертной атмосфере со скоростью 1-5°С/мин до температуры в интервале 400-550°С, в данном случае - 480°С и выдерживают при ней в течении 1,0 часа. В процессе нагрева и термостатирования регистрируют количество и состав летучих компонентов, выделяющихся из образца при термообработке, с помощью масс-спектрометрического анализатора, стыкованного с камерой печи. Прогрев ведут до снижения скорости выделения мономера C₂F₄ до фонового уровня. После этого печь охлаждают и извлекают образец. После такой термообработки образец представляет собой порошок ДНА с функционализированной поверхностью. Отбирают пробы порошка для последующего анализа. Данные рентгено-структурного анализа и комбинационного рассеяния свидетельствуют о том, что после такой термообработки частицы ДНА сохраняют кристаллическую структуру алмаза. Концентрацию фтора в фунционализированном ДНА определяют методом рентгеновского дисперсионного анализа.DND and PTFE powders (PN90 grade) with a DND content of 30 wt. % are mixed manually and dispersed further in a knife mill until a homogeneous mixture is obtained. When using DND powders with unknown surface chemistry, depending on the details of DND synthesis, it is recommended that the DND powder be preheated in an inert atmosphere or vacuum at a temperature of 500 ° C to remove volatile surface impurities that may affect the efficiency of DND functionalization. Samples are prepared from the resulting mixture by compression to exclude possible entrainment of the material during intense gas evolution during heating. The resulting samples are loaded into open containers and placed in a chamber of a thermoelectric furnace with the possibility of vacuum pumping of the chamber or pumping of inert gas (argon, nitrogen, etc.) through the chamber. The sample is heated in an inert atmosphere at a speed of 1-5 ° C / min to a temperature in the range of 400-550 ° C, in this case - 480 ° C and maintained at it for 1.0 hour. In the process of heating and thermostating, the amount and composition of volatile components released from the sample during heat treatment are recorded using a mass spectrometric analyzer docked to the furnace chamber. Warming up lead to a decrease in the rate of release of C ₂ F ₄ monomer to the background level. After that, the furnace is cooled and a sample is taken. After such heat treatment, the sample is a DND powder with a functionalized surface. Powder samples are taken for subsequent analysis. The data of X-ray structural analysis and Raman scattering indicate that after such a heat treatment, the DND particles retain the crystal structure of diamond. The fluorine concentration in the functionalized DND is determined by x-ray analysis of variance.

В таблице 1 приведены результаты определения количества фтора, усредненного по 5 пробам, отобранным из различных участков каждого образца, в фунционализированном порошке ДНА и длительности термообработки, необходимой для полного терморазложения полимерной фазы в смеси ДНА/ПТФЭ, в зависимости от температуры обработки в инертной атмосфере. Максимальные концентрации фтора на поверхности ДНА достигаются при температуре обработки в диапазоне 420-500°С.Table 1 shows the results of determining the amount of fluorine averaged over 5 samples taken from different sections of each sample in a functionalized DND powder and the duration of heat treatment necessary for complete thermal decomposition of the polymer phase in the DND / PTFE mixture, depending on the processing temperature in an inert atmosphere. The maximum concentration of fluorine on the surface of the bottom is achieved at a processing temperature in the range of 420-500 ° C.

В таблице 1 для каждого образца приведены также значения степени неоднородности функционализации, характеризующей разброс концентраций фтора на поверхности ДНА в пробах, отобранных с помощью специального пробоотборника из различных точек образца, расположенных на различном расстоянии от дна и стенок контейнера. Степень неоднородности функционализации рассчитывают по формуле C=100(N_max-N_min)/N_cp,Table 1 also shows the values of the degree of heterogeneity of functionalization for each sample, which characterizes the dispersion of fluorine concentrations on the DND surface in samples taken using a special sampler from various points of the sample located at different distances from the bottom and walls of the container. The degree of heterogeneity of functionalization is calculated by the formula C = 100 (N _max -N _min ) / N _cp ,

где С - степень неоднородности, %; N_max - максимальная концентрация фтора в пробах для данного образца; N_min - минимальная концентрация фтора в пробах для данного образца; N_cp - усредненная концентрация фтора в пробах для данного образца.where C is the degree of heterogeneity,%; N _max - the maximum concentration of fluorine in the samples for this sample; N _min - the minimum concentration of fluorine in the samples for this sample; N _cp is the average concentration of fluorine in samples for a given sample.

Разброс концентрации фтора (степень неоднородности функционализации) в различных частях порошка ДНА, функционализированного по предлагаемому способу, не превышает 10%, тогда как в прототипе (Патент РФ №. 2473464 опубл. 27.01.2013) эта величина составляет 30%.The spread of fluorine concentration (degree of heterogeneity of functionalization) in different parts of the DND powder functionalized by the proposed method does not exceed 10%, while in the prototype (RF Patent No. 2473464 publ. January 27, 2013) this value is 30%.

Примеры 7-12.Examples 7-12.

Проводят операции как в примере 4, однако термообработке подвергают смесь ДНА/ПТФЭ при различном содержании ДНА. Результаты для термообработки при температуре 480°С приведены в Табл. 2.Operations are carried out as in example 4, however, the DND / PTFE mixture is subjected to heat treatment at different DND contents. The results for heat treatment at a temperature of 480 ° C are given in Table. 2.

Максимальные концентрации фтора на поверхности ДНА достигаются при содержании детонационных наноалмазов 20-35 вес. % в смеси.The maximum concentration of fluorine on the DND surface is achieved when the content of detonation nanodiamonds is 20-35 wt. % in the mixture.

Claims (2)

1. Способ функционализации поверхности детонационных наноалмазов, заключающийся в термохимической обработке наноалмазного порошка в присутствии политетрафторэтилена в инертной атмосфере, отличающийся тем, что термохимической обработке подвергают порошок наноалмазов в однородной смеси с порошком политетрафторэтилена при температуре 420-500°C до полного разложения политетрафторэтилена.1. A method of functionalizing the surface of detonation nanodiamonds, which consists in thermochemical processing of nanodiamond powder in the presence of polytetrafluoroethylene in an inert atmosphere, characterized in that the nanodiamond powder is subjected to thermochemical treatment in a homogeneous mixture with polytetrafluoroethylene powder at a temperature of 420-500 ° C until polytetrafluoroethylene is completely decomposed. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термохимической обработке подвергают смесь порошков наноалмазов и политетрафторэтилена при содержании порошка наноалмазов 20-35 вес. %.2. The method according to p. 1, characterized in that the thermochemical treatment is subjected to a mixture of powders of nanodiamonds and polytetrafluoroethylene with a powder content of nanodiamonds of 20-35 weight. %