 |
|||||||||
 |
2018, том 16, выпуск 1 |
|
|||||||
|
|||||||||
Выпуски/2018/том 16 /выпуск 1 |
O. V. Maruzhenko, Ye. P. Mamunya, S. Pruvost, and G. Boiteux
«Electrophysical and Thermomechanical Properties of the Segregated Polymeric Systems Containing Carbon Fillers»
0041–0054 (2018)
PACS numbers: 62.23.Pq, 62.25.De, 72.80.Tm, 81.05.Lg, 81.05.Qk, 81.05.ue, 83.85.Vb
Исследованы электрические и механические свойства полимерных композитов с карбоновым микро- (антрацит — А), нано- (графен — Гр) и гибридным наполнителем (графен/антрацит — Гр/А) со статистическим и сегрегированным распределением наполнителя в полимерной матрице. Показано, что величина порога перколяции для сегрегированной системы на порядок ниже, чем в случае статистического распределения, а для систем, содержащих наноразмерный наполнитель, значительно ниже, чем для композита с микронаполнителем. Гибридный наполнитель графен–антрацит (Гр/А) демонстрирует порог перколяции ниже рассчитанного по правилу смеси. Синергизм влияния микро- и нанонаполнителей объясняется бриджинг-эффектом, который обусловлен расположением наночастиц в промежутках между микрочастицами наполнителя. Тангенс механических потерь в области температуры плавления образует пик при увеличении концентрации наполнителя в композитах с индивидуальным наполнителем, что можно объяснить возрастанием потерь, связанных с трением частиц. В композиции с гибридным наполнителем этот эффект ослаблен ввиду того, что чередование микро- и наночастиц в стенке каркаса снижает взаимное механическое воздействие соседних частиц.
Keywords: polymer composites, carbon micro- and nanofillers, segregated systems, electrical conductivity, mechanical losses
References
1. P. Huan, Z. Yi-Chuan, C. Tao, Z. Bao-Qing, and L. Zhong-Ming, Appl. Phys. Let., 96, No. 25: 1907 (2010).2. M. Knite, K. Ozols, J. Zavickis, V. Tupureina, I. Klemenoks, and R. Orlovs, J. Nanosci. and Nanotech., 9, No. 6: 3587 (2009). https://doi.org/10.1166/jnn.2009.NS34
3. A. C. Clark, S. P. Ho, and M. LaBerge, Tribol. Int., 39, No. 11: 1327 (2006). https://doi.org/10.1016/j.triboint.2005.10.004
4. Ye. Mamunya, E. Privalko, Ye. Lebedev, V. Privalko, F. Balta Calleja, and P. Pissis, Macromol. Symp., 169, No. 1: 297 (2001). https://doi.org/10.1002/1521-3900(200105)169:1<297::AID-MASY297>3.0.CO;2-Z
5. G. Gelves, M. Al-Saleh, and U. Sundararaj, J. Mater. Chem., 21, No. 3: 829 (2011). https://doi.org/10.1039/C0JM02546A
6. T. Deplancke, O. Lame, S. Barrau, K. Ravi, and F. Dalmas, Polymer, 111: 204 (2017). https://doi.org/10.1016/j.polymer.2017.01.040
7. R. P. Kusy, J. Appl. Phys., 48, No. 12: 5301 (1977). https://doi.org/10.1063/1.323560
8. S. Miriyala, Y. Kim, L. Liu, and J. Grunlan, Macromol. Chem. Phys., 209: 2399 (2008). https://doi.org/10.1002/macp.200800384
9. H. Hu, G. Zhang, L. Xiao, H. Wang, Q. Zhang, and Z. Zhao, Carbon, 50, No. 12: 4596 (2012). https://doi.org/10.1016/j.carbon.2012.05.045
10. J. Gao, Z. Li, Q. Meng, and Q. Yang, Mater. Lett., 62, No. 20: 3530 (2008). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2008.03.053
11. J. Thomassin, C. J r me, T. Pardoen, C. Bailly, I. Huynen, and C. Detrembleur, Mater. Sci. Eng. R: Rep., 74, No.7: 211 (2013). https://doi.org/10.1016/j.mser.2013.06.001
12. T. Gong, S. P. Peng, R. Y. Bao, W. Yang, B. H. Xie, and M. B. Yang, Compos. Part B: Eng., 99: 348 (2016). https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.06.031
13. N. George, P. K. Bipinbal, B. Bhadran, A. Mathiazhagan, and R. Joseph, Polymer, 112: 264 (2017). https://doi.org/10.1016/j.polymer.2017.01.082
14. T. J. Yoo, E. B. Hwang, and Y. G. Jeong, Compos. Part A: Appl. Sci. Manuf., 91: 77 (2016).
15. P. G. Ren, S. Y. Hou, F. Ren, Z. P. Zhang, Z. F. Sun, and L. Xu, Compos. Part A: Appl. Sci. Manuf., 90: 13 (2016). https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2016.06.019
16. S. Pusz, U. Szeluga, B. Nagel, S. Czajkowska, H. Galina, and J. Strzezik, Polym. Compos., 36: 336 (2014). https://doi.org/10.1002/pc.22948
17. Ye. Mamunya, M. Iurzhenko, E. Lebedev, V. Levchenko, O. Chervakov, O. Matkovska, and O. Sverdlikovska, Electroactive Polymer Materials (Kyiv: Alpha-Reklama: 2013) (in Ukrainian).
18. D. Stauffer and A. Aharony, Introduction to Percolation Theory (London: CRC Press: 1994).
19. N. Lebovka, M. Lisunova, Y. P. Mamunya, and N. Vygornitskii, J. Phys. D: Appl. Phys., 39, No. 10: 2264 (2006). https://doi.org/10.1088/0022-3727/39/10/040
20. P. M. Kogut and J. P. Straley, J. Phys. C: Solid State Phys., 12, No. 11: 2151 (1979). https://doi.org/10.1088/0022-3719/12/11/023
21. Y. Mamunya, A. Boudenne, N. Lebovka, L. Ibos, Y. Candau, and M. Lisunova, Compos. Sci. Technol., 68, No. 9: 1981 (2008). https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2007.11.014
22. D. S. McLachlan, C. Chiteme, W. D. Heiss, and J. Wu, Phys. B: Condens. Matter, 338, Nos. 1-4: 261 (2003). https://doi.org/10.1016/j.physb.2003.08.003
23. V. Levchenko, Y. Mamunya, G. Boiteux, M. Lebovka, P. Alcouffe, G. Seytre, and E. Lebedev, Eur. Polym. J., 47, No. 7: 1351 (2011). https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2011.03.012
24. E. P. Mamunya, V. V. Davidenko, and E. V. Lebedev, Polym. Compos., 16, No. 4: 319 (1995). https://doi.org/10.1002/pc.750160409
25. U. Szeluga, B. Kumanek, and B. Trzebicka, Compos. Part A: Appl. Sci. Manuf., 73: 204 (2015). https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.02.021
26. P. C. Ma, M. Y. Liu, H. Zhang, S. Q. Wang, R. Wang, K. Wang, Y. K. Wong, B. Z. Tang, S. H. Hong, K. W. Paik, and J. K. Kim, ACS Appl. Mater. Interfaces, 1, No. 5: 1090 (2009). https://doi.org/10.1021/am9000503
27. M. H. Al-Saleh, Synth. Met., 209: 41 (2015). https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2015.06.023
28. D. I. Chukov, A. A. Stepashkin, A. V. Maksimkin, V. V. Tcherdyntsev, S. D. Kaloshkin, K. V. Kuskov, and V. I. Bugakov, Compos. Part B, 76: 79 (2015). https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2015.02.019
29. A. Mierczynska, M. Mayne-L'Hermite, G. Boiteux, and J. K. Jeszka, J. Appl. Polym. Sci., 105: 158 (2007). https://doi.org/10.1002/app.26044
30. M. A. Pegoretti, C. Migliaresi, and G. Marom, Compos. Sci. Technol., 60: 1181 (2000).
31. Z. You and D. Li, Mater. Lett., 112: 197 (2013). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.09.013
32. R. F. Landel and L. E. Nielsen, Mechanical Properties of Polymers and Composites. Second Edition (Boca Raton, Florida: CRC Press: 1993).
 Все статьи доступны по Лицензии Creative Commons “Attribution-NoDerivatives” («атрибуция — без производных статей») 4.0 Всемирная ©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины. Электронная почта: tatar@imp.kiev.ua Телефоны и адрес редакции О сборнике Пользовательское соглашение |