кандидат технических наук, доцент кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов»
Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Professor, Head of the Laboratory of elionics
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией элионики
postgraduate student, junior researcher of the Laboratory of elionics
аспирант, младший научный сотрудник лаборатории элионики
senior researcher of the Laboratory of elionics
старший научный сотрудник лаборатории элионики
postgraduate student of Chair “Technology and Methods of Nanoproducts Manufacturing”
аспирант кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов»
graduate student of Chair “Technology and Methods of Nanoproducts Manufacturing”
магистрант кафедры «Техника и технологии производства нанопродуктов»
graduate student of Chair “Chemical Technologies”
In the technology of electricity-conducting polymer composites, the up-to-date topic is the application of modifiers with nanoscale geometric parameters. Such materials are both single-wall and multi-wall carbon nanotubes. The use of multi-wall carbon nanotubes as additives to polymers allows achieving good results associated with the electrical conductivity manifestation at the low percentage ratios of the introduced carbon nanotubes. The study considered two different types of polymers: epoxy resin and silicone. For modification, the authors used the multilayer carbon nanotubes (MCNT). For silicone, the authors studied the electrical conductivity at the mechanical deformations, in particular, at torsion with different twist angles. The study considered the influence of MCNT with different bulk density on the electrical conductivity of composites. At the 100 Hz measurement frequencies for identical additive concentrations with 1, 2, 4, and 8 wt.% in composites with the “Taunit-M” MCNT, the conductivity is about by 2 orders of magnitude larger than in composites with “Taunit” MCNT. A polymer modified by an MCNT with a specific surface area of 202.3 m2/g has a lower specific resistivity (3.8 × 105 Ohm×cm). The MCNT modifier with a specific surface area of 202.3 m2/g, which is smaller in comparison with other types of MCNT, and a bulk density of 42.6 kg/m3 allows obtaining the lowest electrical resistivity. An MCNT with a high specific surface area of 541.5 m2/g causes the formation of electrical conductivity by 2 orders of magnitude lower than an MCNT with a specific surface area of 202.3 m2/g. The study identified that at the mass content of MCNT 1.5 and 2 mass.%, the composites are characterized by an increase in electrical resistivity at torsion angles from 0 to 900°.
В технологии электропроводящих полимерных композитов актуальным направлением является применение модификаторов с наноразмерными геометрическими параметрами. Такими материалами являются углеродные нанотрубки, как одностенные, так и многостенные. Использование многостенных углеродных нанотрубок в качестве добавок к полимерам позволяет добиваться хороших результатов, связанных с проявлением электропроводности, при невысоких процентных соотношениях вводимых углеродных нанотрубок. В проводимых исследованиях было рассмотрено 2 разных типа полимеров: эпоксидная смола и силикон. Для модификации использовались многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ). Для силикона было проведено исследование электропроводности при механических деформациях, а именно при кручении с разными углами закручивания. Рассмотрено влияние многослойных углеродных нанотрубок, обладающих различной насыпной плотностью, на электропроводность композитов. На частотах измерений 100 Гц для одинаковых концентраций добавок с 1, 2, 4 и 8 вес. % в композитах с МУНТ «Таунит-М» проводимости примерно на 2 порядка величины больше, чем в композитах с МУНТ «Таунит». Полимер, модифицированный МУНТ с удельной поверхностью 202,3 м2/г, обладает меньшим удельным сопротивлением (3,8×105 Ом×см). Модификатор МУНТ с удельной поверхностью 202,3 м2/г, которая является меньшей по сравнению с остальными типами МУНТ, и насыпной плотностью 42,6 кг/м3 позволяет получить наименьшее электрическое сопротивление. МУНТ с высокой удельной поверхностью 541,5 м2/г обеспечивает формирование электропроводности на 2 порядка ниже, чем МУНТ с удельной поверхностью 202,3 м2/г. Установлено, что при массовом содержании МУНТ 1,5 и 2 масс. % для композитов характерно увеличение электрического сопротивления при углах скручивания от 0 до 900°.