ВЛИЯНИЕ МЕХАНОАКТИВАЦИИ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ
Аннотация
В статье описано использование механоактивированных многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ), синтезированных по CVD-технологии на Ni/0.5Mg катализаторе для создания высокоэффективных электронагревателей с эффектом саморегулирования. Механоактивированные с помощью шаровой мельницы МУНТ, используются в качестве электропроводящего наполнителя для эластомеров, таких как каучук с полярными группами C-Cl и кремнийорганический компаунд с полярными Si-O связями. Проведено сравнение влияния механоактиварованных и исходных МУНТ на электрофизические свойства эластомеров - обладающими полярными группами C-Cl и полярными Si-O связями. За счет механоактивации МУНТ удельная объемная электропроводность (σm) кремнийорганического эластомера возрастает от значения 2,2 до 8,1 См∙см-1 при максимальном массовом содержании МУНТ. В случае хлоропренового каучука от 5,2 до 11,2 См∙см-1. Для удельной объемной электропроводности композита σс на пороге перколяции увеличивается для кремнийорганического компаунда с 0,5·10-3 до 0,9·10-2 См∙см-1. Установлено влияние механоактивации МУНТ на тепловыделения эластомеров, которая способствует выравниваю температурного поля при толщине образцов равной 3 мм. Поляризация эластомеров может быть косвенно оценена по величине пускового тока. Представлено теоретическое описание электрофизических свойств эластомеров, модифицированных МУНТ с применением уравнения Ланжевена – Дебая и дифференциального уравнения в частных производных Пуассона.
Литература
Shchegolkov A., Dyachkova T., Burakova E., Kokuytseva T., Zobov A. MATEC Web of Conferences. 2018. V. 243. P. 00028. DOI: 10.1051/matecconf/201824300028.
Russo P., Langella A., Papa I., Simeoli G., Lopresto V. Composite Structures. 2017. V. 166. P. 146-152. DOI: 10.1016/j.compstruct.2017.01.054.
Zhao Z., Chen H., Liu X., Wang Z., Zhu Y., Zhou Y. Surface and Coatings Technology. 2020. V. 404. P. 126489. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126489.
Vertuccio L., Foglia F., Pantani R., Romero-Sánchez M.D., Calderón B., Guadagno L. Composites Part B: Engineering. 2021. V. 207. P. 108583. DOI: 10.1016/j.compositesb.2020.108583.
Vertuccio L., De Santis F., Pantani R., Lafdi K., Guadagno L. Composites Part B: Engineering. 2019. V. 162. P. 600–610. DOI: 10.1016/j.compositesb.2019.01.045.
Yao X., Hawkins S.C., Falzon B.G. Carbon. 2018. V. 136. P. 130–138. DOI: 10.1016/j.carbon.2018.04.039.
Ali I., AlGarni T.S., Shchegolkov A., Shchegolkov A., Jang S.-H., Galunin E., Komarov F., Borovskikh P., Ima-nova G.T. Polymer Bulletin. 2021. Article in press. DOI: 10.1007/s00289-020-03483-y.
Cacucciolo V., Shintake J., Kuwajima Y., Maeda S., Flo-reano D., Shea H. Nature. 2019. V. 572. P. 516–519. DOI: 10.1038/s41586-019-1479-6.
Bento J.L., Brown E., Woltornist S.J., Adamson D.H. Adv. Funct. Mater. 2017. V. 27(1). P. 1604277. DOI: 10.1002/adfm.201604277.
Shchegolkov A., Komarov F., Parfimovich I., Milchanin O., Shchegolkov A., Khrobak A., Se-menkova A. Science Vector of Togliatti State University. 2020.V.3. P. 65-72. DOI:10.18323/2073-5073-2020-3-65-72
Shchegolkov A. Science Vector of Togliatti State University. 2021. V. 1. P. 63-73. (In Russ.). DOI:10.18323/2073-5073-2021-1-63-73.
Shchegolkov A. Vestnik Magnitogorskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta im. G.I. Nosova. 2021, V. 19(2), P. 58–67. DOI:10.18503/1995-2732-2021-19-2-58-67
Debye P. Polar Molecules / Per. with him. M.-L .: GTTI, 1931.247 P.
Barfoot J., Taylor J. Polar dielectrics and their applica-tions, trans. from English. M., 1981.
