researcher, lecturer-researcher
исследователь, преподаватель-исследователь
PhD (Engineering), assistant professor of Chair “Technology and Methods of Nanoproducts Manufacturing”
кандидат технических наук, доцент кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов»
Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Head of Chair “Technology and Methods of Nanoproducts Manufacturing”
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Техника и технологии производства нанопродуктов»
postgraduate student of Chair “Technology and Methods of Nanoproducts Manufacturing”
аспирант кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов»
The development of composite materials based on polymers modified with carbon nanostructures (CNS) is a promising area of scientific research as their application allows one to more efficiently improve the functional properties of polymers in comparison with other modifiers. The paper deals with the study of the electrically conductive properties of an epoxy resin modified with the expanded graphite compound (EGC), which was previously modified with the phenol-formaldehyde resin (PFR) by ultrasonic treatment in an aqueous solution. The authors flocculated the resulting concentrated dispersion of EGC with PFR with the acetic acid, filtered and washed with water. The PFR-modified EGC aqueous paste was introduced into the ER matrix by the mechanical stirring in a three-roll mill. The study proved that the modification of RSF with FFS before introduction into the epoxy matrix contributes to the better distribution of the carbon material, as well as to the decrease in the size of its particle aggregates. The authors carried out the investigations of the electrical conductivity of the composites obtained by hot curing, according to which they found that samples based on epoxy resin containing 9 wt.% graphite modified with PFR had the maximum electrical conductivity of 6.2×10-4 S×cm-1, which was 2 orders of magnitude higher than the electrical conductivity of samples using graphite without preliminary processing. The percolation threshold was observed at 3 wt.% graphite in the epoxy composite. The obtained results prove that the use of EGC modified with PFR as the epoxy resin filler allows achieving higher electrical conductivities than when using untreated EGC. Moreover, the use of PFR for the EGC modification has an advantage over other surfactants as, due to the interaction of active PFR molecules with the epoxy resin molecules, there is no need in further removal of the surface-active substance (SAS) from a composite.
Разработка композиционных материалов на основе полимеров, модифицированных углеродными наноструктурами, является перспективным направлением научных исследований, поскольку их применение позволяет значительно улучшить функциональные свойства полимеров по сравнению с другими модификаторами. Работа посвящена исследованиям электропроводящих свойств эпоксидной смолы (ЭС), модифицированной расширенным соединением графита (РСГ), которое предварительно модифицировали фенолформальдегидной смолой (ФФС) путем ультразвуковой обработки в водном растворе. Полученную концентрированную дисперсию РСГ с ФФС флокулировали с помощью уксусной кислоты, фильтровали и промывали водой. Водную пасту РСГ, модифицированного ФФС, вводили в матрицу ЭС методом механического перемешивания на трехвалковой мельнице. Доказано, что модификация РСГ ФФС перед введением в эпоксидную матрицу способствует лучшему распределению углеродного материала, а также уменьшению размеров агрегатов его частиц. Проведены исследования электропроводности композитов, полученных методом горячего отверждения, в результате которых установлено, что максимальной электропроводностью- 6,2×10-4 См×см-1 обладали образцы на основе ЭС, содержащие 9 масс. %графита, модифицированного ФФС, что на 2 порядка выше электропроводности образцов с применением графита без предварительной обработки. Порог перколяции наблюдался при 3 масс. % графита в эпоксидном композите. Полученные результаты доказывают, что использование РСГ, модифицированного ФФС в качестве наполнителя ЭС, позволяет достичь более высоких значений электропроводности, чем с применением необработанного РСГ. Кроме того, применение ФФС для модифицирования РСГ имеет преимущество перед другими ПАВ, поскольку за счет взаимодействия активных молекул ФФС с молекулами ЭС не требуется дальнейшее удаление ПАВ из композита.