Індекс рубрикатора НБУВ: Л712.41 + Л719.945

Рубрики:

Полімери ненасичених спиртів

Вугільні пластики та графітопласти

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено метод золь-гель синтезу іон-провідних органо-неорганічних полімерних нанокомпозитів, модифікованих вуглецевими нанотрубками у кількості 0,1 - 1 %. Одержані матеріали використано для виготовлення датчиків вологості, сенсорні властивості яких також досліджено. Встановлено, що сенсорні характеристики розроблених матеріалів значно залежать від вмісту вуглецевих нанотрубок, що викликано процесами перколяції. Найбільш оптимальні характеристики із досліджених параметрів показав сенсорний матеріал на органо-неорганічній матриці, наповненій 0,1 % вуглецевих нанотрубок.

Наведено результати експериментальних і розрахункових досліджень структури, електро- та теплофізичних характеристик полімерних нанокомпозитів на основі сітчастих поліуретанів (СПУ) та вуглецевих нанотрубок (ВНТ). Встановлено, що системи СПУ - ВНТ мають дворівневу фрактальну структуру. Показано, що нанокомпозити СПУ - ВНТ виявляють перколяційну поведінку, а концентраційна залежність електро- та теплопровідності добре описується у межах скейлінгового підходу. Виявлено, що поріг перколяції для таких систем становить 0,6 %. Утворення перколяційної сітки з ВНТ за вмісту нанотрубок 0,6 % підтверджується даними оптичної мікроскопії.

Використовуючи метод імпедансної спектроскопії проведено дослідження особливостей перколяційної поведінки систем на основі поліетиленоксиду та вуглецевих нанотрубок (ВНТ) залежно від величини зовнішнього тиску. Виявлено, що зі збільшенням зовнішнього тиску поріг перколяції зменшується з 0,3 до 0,14 %, а критичний індекс електропровідності змінюється від 1,95 до 2,73. Зміна критичних індексів вказує на зміну структурної організації ВНТ у полімерній матриці зі статистичного розподілу до ущільнених агрегатів із нанотрубок. Експериментальні результати добре описуються у межах модифікованої моделі МакЛахлана, яка враховує залежність порогу перколяції від тиску.

Використовуючи метод імпедансної спектроскопії, проведено дослідження особливостей електропровідності систем на основі поліетиленоксиду та вуглецевих нанотрубок залежно від величини зовнішнього тиску. Встановлено, що залежність електропровідності від тиску виявляє перколяційну поведінку. Виявлено механізми нелінійної зміни електропровідності зі зростанням тиску, запропоновано схему для їх пояснення. Показано, що досліджені системи є перспективними п'єзорезистивними матеріалами.

Використовуючи метод імпедансної спектроскопії та оптичної мікроскопії проведено дослідження мікроструктури, перколяційної поведінки та імпедансу систем на основі поліпропіленгліколю та багатошарових вуглецевих нанотрубок (ВНТ). Показано, що для досліджених систем за деякої порогової концентрації ВНТ (0,45 %) спостерігається типовий перколяційний перехід. Використовуючи метод імпедансної спектроскопії було визначено поріг перколяції електропровідності, який становить 0,45 %. Використовуючи рівняння МакЛачлана визначено критичний індекс електропровідності t = 1,3. Запропоновано еквівалентну схему, за допомогою якої можна ідентифікувати процеси перенесення зарядів у системі.

Використовуючи методи імпедансної спектроскопії та оптичної мікроскопії проведено дослідження особливостей електропровідності та перколяційної поведінки систем на основі сітчастих поліуретанів (СПУ) і вуглецевих нанотрубок (ВНТ) залежно від методів приготування. Встановлено, що введення нанорозмірного лапоніту у систему на основу СПУ та ВНТ призводить до зменшення порогу перколяції втричі. Введення лапоніту впливає на розміри агрегатів з ВНТ, їх дисперсність і характер розподілу. Найбільш ефективний метод поліпшення властивостей полягає у формуванні системи СПУ - УНТ у зовнішньому постійному електричному полі. Для систем, сформованих під дією електричного поля, поріг перколяції зменшується більш ніж у 5 разів.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л719.945 + В371.212 в641 + В379.255 в641

Рубрики:

Вугільні пластики та графітопласти

Напівпровідникові наноструктури

Теплопровідність напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Запропоновано деякі теоретичні моделі теплопровідності полімерних нанокомпозитів, що базуються на термоелектричній аналогії, та проаналізовано відповідність їх експериментальним результатам для систем полімер-вуглецеві нанотрубки (ВНТ). Особливістю теплопровідності систем полімер-ВНТ, обраних для моделювання, є наявність перколяційного переходу, що більшість моделей теплопровідності не враховує. Тому, грунтуючись на термоелектричній аналогії, автори використали моделі, які добре описують перколяційну поведінку електропровідності систем полімер - ВНТ, а саме, моделі Бруггемана, Фур'є та скейлінгову модель, і застосували ці моделі для опису теплопровідності. Встановлено, що модель, яка грунтується на теорії ефективного середовища (модель Бруггемана), не враховує наявності порогу перколяції за низького вмісту ВНТ і не може використовуватися для точного опису експериментальних даних. Виявлено, що модель Фур'є демонструє гарну відповідність експерименту, проте застосована лише для систем, для яких спостерігається великий стрибок теплопровідності за досягнення порогу перколяції, тобто систем з низькою власною провідністю. Показано, що найкращу відповідність експериментальним даним демонструє скейлінгова модель, яка, окрім порогу перколяції, враховує структурні характеристики кластерів, які формуються з вуглецевих нанотрубок.

Запропоновано деякі теоретичні моделі теплопровідності полімерних нанокомпозитів, що базуються на термоелектричній аналогії, та проаналізовано відповідність їх експериментальним результатам для систем полімер-вуглецеві нанотрубки (ВНТ). Особливістю теплопровідності систем полімер-ВНТ, обраних для моделювання, є наявність перколяційного переходу, що більшість моделей теплопровідності не враховує. Тому, грунтуючись на термоелектричній аналогії, автори використали моделі, які добре описують перколяційну поведінку електропровідності систем полімер - ВНТ, а саме, моделі Бруггемана, Фур'є та скейлінгову модель, і застосували ці моделі для опису теплопровідності. Встановлено, що модель, яка грунтується на теорії ефективного середовища (модель Бруггемана), не враховує наявності порогу перколяції за низького вмісту ВНТ і не може використовуватися для точного опису експериментальних даних. Виявлено, що модель Фур'є демонструє гарну відповідність експерименту, проте застосована лише для систем, для яких спостерігається великий стрибок теплопровідності за досягнення порогу перколяції, тобто систем з низькою власною провідністю. Показано, що найкращу відповідність експериментальним даним демонструє скейлінгова модель, яка, окрім порогу перколяції, враховує структурні характеристики кластерів, які формуються з вуглецевих нанотрубок.

Досліджено структуру та властивості нанокомпозитів на основі поліетиленгліколю (ПЕГ) та наноалмазів. Системи на основі наноалмазів детонатоційного синтезу та кристалічного ПЕГ одержано з використанням методу ультразвукового диспергування у розплаві. Показано, що структура та властивості нанокомпозитів на основі ПЕГ суттєво залежать від вмісту нанонаповнювача. Встановлено, що у діапазоні концентрацій 1 - 1,5 % нанонаповнювача у системі структурні та теплофізичні характеристики, такі як ступінь кристалічності, ефективний розмір кристалітів і температура плавлення, проявляють екстремальну поведінку. За цієї концентрації частинки наноалмазів мають найбільшу поверхню взаємодії полімер-наповнювач. Концентраційна залежність коефіцієнта теплопровідності проявляє перколяційно подібну поведінку. Цей ефект спостерігається у разі вмісту наноалмазів, рівного 1 % і підтверджується даними оптичної мікроскопії. Явище сходинкоподібного зростання теплопровідності пояснюється утворенням структурної сітки із частинок наповнювача у матриці ПЕГ.

Polymeric materials that contain inorganic fillers demonstrate a unique set of physical properties due to the combination of matrix elasticity and filler strength. This paper reports determining the effect of dispersed aluminum particles on the properties of polyvinylidene fluoride-based materials. This study result is the fabrication of a series of composite materials using a piston extruder. Their functional characteristics have been explored using the methods of thermophysical and mechanical analysis, dilatometry, and acoustic spectroscopy. It was established that the introduction of dispersed aluminum particles leads to the loosening of the matrix, which may indicate the transition of macro macromolecules from the crystalline phase to the boundary layer around the filler. This feature of structure formation and the uniform distribution of filler particles ensured the improvement of the functional characteristics of the materials obtained. It has been shown that with an increase in the content of filler in the system to 5 % the thermal conductivity increases from 0,17 W/(m-K) to 1,55 W/(m-K). The introduction of the filler leads to an improvement in the heat resistance of the materials obtained, by 17 K. The increase in both melting point and destructiveness is explained by the formation of a more perfect polymer structure with a higher degree of crystallinity. An increase in the speed of ultrasound propagation was identified, by 67 %, as well as in the tensile strength, by 36 %, in the materials obtained, which can be explained by contributions from the filler, which has greater sound conductivity and mechanical strength than the polymer matrix. Such systems show the reinforcing effect of aluminum particles on the polymer matrix, so they could be used as structural materials with improved functional characteristics.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л719.2

Рубрики:

Шаруваті пластмаси

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ