Выпуски

 / 

2020

 / 

том 18 / 

выпуск 2

 



Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

M. A. Alieksandrov, A. I. Misiura, T. M. Pinchuk-Rugal, Yu. E. Grabovskii, A. P. Onanko, O. P. Dmytrenko, M. P. Kulish, E. L. Pavlenko, T. O. Busko, І. P. Pundyk, A. M. Gaponov, А. І. Lesiuk
«Structural Features of Polymer Nanocomposite LDPE–MWCNT in the Percolation Transition Region of Electrical Conductivity»
299–310 (2020)

PACS numbers: 61.41.+e, 61.48.De, 62.23.Pq, 62.25.-g, 72.80.Tm, 73.61.Ph, 73.63.Fg

Розглянуто поведінку електропровідности \(\sigma_{dc}\) у нанокомпозитах ПЕНГ–БВНТ залежно від вмісту нанотрубок, при формуванні сеґреґованої морфології наповнювача. За такої структури нанокомпозитів одержано низьке значення порогу перколяції \(\varphi_{c}\)=0,00099 об. част. Методами визначення ступеня кристалічности, а також динамічних модулів пружности, зсуву, Пуассонового коефіцієнта за швидкостями поширення ультразвуку (~1 МГц) показано, що лише за малих концентрацій нанотрубок має місце кореляція в змінах ступеня кристалічности та вказаних фізико-механічних характеристик. За більших концентрацій БВНТ, коли ступінь кристалічности полімерної матриці спадає, виникає орієнтаційна структура макромолекул, адсорбованих на поверхні нанотрубок. Зміну параметрів полімеру, яка впливає на тунельний перехід електронів в області міжфазних шарів, а отже, й на зміну електропровідности, може бути досягнуто шляхом модифікування полімерної матриці \(\pi\)-спряженими матеріялами, в тому числі барвниками.

Keywords: low-density polyethylene (LDPE), multi-walled carbon nanotubes (MWCNT), electrical conductivity, degree of crystallinity, dynamic modules, dyes


References

1. B. I. Sazhin, Electrical Properties of Polymers (Leningrad: Khimiya: 1977) (in Russian).
2. D. F. O’Regan, M. Akay, and B. Meenan, Composites Science and Technology, 59: 419 (1999); https://doi.org/10.1016/S0266-3538(98)00089-X.
3. F. Garnier, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 157, No. 3: 513 (1989) (in Russian).
4. A. R. Blythe and D. Bloor, Electrical Properties of Polymers (Moscow: Fizmatlit: 2008) (Russian translation).
5. Ye. P. Mamunya, Journal of Macromolecular Science. Part B, 38, Nos. 5–6: 615 (1999); DOI: 10.1080/00222349908248125.
6. Ye. Mamunya, M. Iurzhenko, E. Lebedev et al., Electroactive Polymer Materials (Kyiv: Alfa Reklama: 2013) (in Ukrainian).
7. G. V. Kozlov, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 185, No. 1: 35 (2015) (in Russian).
8. А. Т. Ponomarenko, А. R. Тameev, and V. G. Shevchenko, Uspekhi Khimii, 87: 923 (2018).
9. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 167, No. 9: 945 (1997) (in Russian).
10. E. G. Rakov, Uspekhi Khimii, 70: 943 (2001).
11. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 172, No. 4: 401 (2002) (in Russian).
12. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 174, No. 11: 1191 (2004) (in Russian).
13. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 177, No. 3: 223 (2007) (in Russian).
14. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 179, No. 3: 225 (2009) (in Russian).
15. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 180, No. 9: 897 (2010) (in Russian).
16. А. V. Еletskii, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 185, No. 3: 225 (2015) (in Russian).
17. P. J. Harris, International Materials Reviews, 49, Iss. 1: 31 (2004); DOI: 10.1179/095066004225010505.
18. M. O. Lisunova, Y. P. Mamunya, N. I. Lebovka, and A. V. Melezhyk, European Polymer Journal, 43, No. 3: 949 (2007); doi:10.1016/j.eurpolymj.2006.12.015.
19. C. Min, X. Shen, Z. Shi, L. Chen, and Zh. Xu, Polymer-Plastics Technol. Eng., 49, Iss. 12: 1172 (2010); https://doi.org/10.1080/03602559.2010.496405.
20. Z. Spitalsky, D. Tasis, K. Papagelis, and C. Galiotis, Prog. Polymer Science, 35, Iss. 3: 357 (2010); https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.09.003.
21. E. R. Badamshina, M. P. Gafurova, and Ya. I. Estrin, Uspekhi Khimii, 79: 1028 (2010) (in Russian).
22. G. Cavallaro, R. De Lisi, G. Lazzara, and S. Milioto, J. Therm. Anal. Calorimetry, 112: 383 (2013); https://doi.org/10.1007/s10973-012-2766-8.
23. L. Bardash, G. Boiteux, R. Grykien, I. Giowacki, M. Pastorczak, J. Ulanski, and A. M. Fainleib, Polymer Journal, 40, No. 4: 230 (2018); DOI: 10.15407/polymerj.40.04.230.
24. А. L. Svistunov, L. A. Komar, G. Heinrich et al., Polymer Science, 50, No. 5: 903 (2008) (in Russian).
25. B. А. Komarov, E. A. Dzhavadyan, V. I. Irzhak et al., Polymer Science, 53, No. 6: 903 (2011) (in Russian).
26. D. S. McLachlan, Physica A, 157, Iss. 1: 188 (1989); https://doi.org/10.1016/0378-4371(89)90299-9.
27. D. S. McLachlan, C. Chiteme, W. D. Heiss, and J. Wu, Physica B, 338, Iss. 1–4: 261 (2003); https://doi.org/10.1016/j.physb.2003.08.003.
28. D. S. McLachlan, C. Chiteme, W. D. Heiss, and J. Wu, Physica B, 338, Iss. 1–4: 256 (2003); https://doi.org/10.1016/j.physb.2003.08.002.
29. D. S. McLachlan and G. Sauti, J. Nanomater., 3: 1 (2007); https://doi.org/10.1155/2007/30389.
30. Е. А. Lysenkov, Yu. V. Yakovlev, and V. V. Klepko, Polymer Journal, 35: 259 (2013) (in Ukrainian).
31. Е. А. Lysenkov and V. V. Klepko, Journal of Nano- and Electronic Physics, 5, No. 3: 03052 (2013) (in Ukrainian).
32. Z. O. Haholkina, E. V. Lobko, Yu. V. Yakovlev et al., Polymer Journal, 37, No. 2: 157 (2015) (in Ukrainian).
33. Е. А. Lysenkov, V. V. Klepko, and Yu. V. Yakovlev, Journal of Nano- and Electronic Physics, 7, No. 1: 01031 (2015) (in Ukrainian).
34. Е. А. Lysenkov, V. V. Klepko, and Yu. V. Yakovlev, Surface Engineering and Applied Elastochemistry, 52: 62 (2016) (in Russian).
35. E. A. Lysenkov, Z. O. Haholkina, E. V. Lobko, M. H. Tkalich, and V. V. Klepko, Mater. Sci., 53, No. 1: 14 (2017); https://doi.org/10.1007/s11003-017-0037-3.
36. E. V. Lobko, Z. O. Gagolkina, Yu. V. Yakovlev, E. A. Lysenkov, and V. V. Klepko, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 15, No. 2: 345 (2017) (in Ukrainian); https://doi.org/10.15407/nnn.15.02.0345.
37. S. Kivelson, Phys. Rev. B, 25, No. 5: 3798 (1982).
38. J. L. Bredas, R. R. Chance, and R. Silbey, Phys. Rev. B, 26, No. 10: 5843 (1982).
39. P. Kuivalainen, H. Stubb, H. Isotalo, P. Yli-Lahti, and C. Holmstrom, Phys. Rev. B, 31, No. 12: 7900 (1985).
40. A. V. Tkachev, D. N. Kiselev, V. A. Tverskoi et al., Polymer Science, 36, No. 8: 1326 (1994) (in Russian).
41. H. M. Zidan, A. Tawansi, and M. Abu-Elnader, Physica B, 339: 78 (2003).
42. H. M. Zidan, J. Polymer Science, 41: 112 (2003).
43. H. M. Zidan and M. Abu-Elnader, Physica B, 355: 308 (2005).
44. H. M. Zidan, A. El-Khodary, I. A. El-Sayed, and H. I. El-Bohy, J. Applied Polymer Sci., 117: 1416 (2010); https://doi.org/10.1002/app.31939.
45. H. M. Zidan, N. A. El-Ghamaz, A. M. Abdelghany, and A. L. Waly, Int. J. Electrochem. Sci., 11: 9041 (2016); https://doi.org/10.1016/j.saa.2018.03.057.
46. A. D. Kachkovsky, E. L. Pavlenko, E. V. Sheludko et al., Functional Materials, 26, No. 1: 1 (2017).
47. G. P. Karpacheva, Polymer Science, 42, No. 11: 1974 (2000) (in Russian).
48. M. G. Krakovyak, E. V. Anufrieva, T. D. Anan’eva et al., Polymer Science, 48, No. 6: 926 (2006) (in Russian).
49. E. R. Badamshina and M. P. Gafurova, Polymer Science, 49, No. 7: 1306 (2007) (in Russian).
50. E. R. Badamshina and M. P. Gafurova, Polymer Science, 5, No. 8: 1572 (2008) (in Russian).
51. K. Joseph, S. Thomas, and C. Pavithran, J. Reinforced Plast. Compos., 12: 139 (1993).
52. D. Blond, V. Barron, M. Ruether et al., Adv. Funct. Matter., 16: 1608 (2006).
53. C. S. Reddy and C. K. Das, Polymers & Polymer Composites, 14, No. 3: 281 (2006).
54. A. Mierczynska, M. Mayne-L’Hermite, G. Boiteux, and J. K. Jeszka, J. of Applied Polymer Sci., 105: 158 (2007); DOI 10.1002/app.26044.
55. C. N. Della and D. Shu, Solid State Phenomena, 146: 45 (2008).
56. R. N. Brandalise, M. Zeni, J. D. N. Martins, M. M. C. Forte, Polymer Bulletin, 62: 33 (2009); https://doi.org/10.1007/s00289-008-0989-4.
57. K. Sewda and S. N. Maiti, Polymer Bulletin, 70: 2657 (2013).
58. M. Sabet and H. Soleimanti, IOP Conf. Series Matter. Eng., 64: 012001 (2014).
59. A. I. Misiura, Y. P. Mamunya, V. L. Demchenko et al., Polymer Journal, 39, No. 3: 154 (2017) (in Ukrainian).
60. L. Li, L. Zhong, K. Zhang, J. Gao, and M. Xu, Materials, 11, No. 10: 1922 (2018); https://doi.org/10.3390/ma11101922.
61. E. R. Badamshina, Ya. I. Estrin, and A. A. Grischuk, Polymer Science, 54, No 4: 568 (2012) (in Russian).
62. Т. М. Pinchuk-Rugal, О. S. Nychyporenko, О. P. Dmytrenko et al., Problems of Atomic Science and Technology, 5: 173 (2013).
63. О. S. Nychyporenko, О. P. Dmytrenko, Т. М. Pinchuk-Rugal et al., Problems of Atomic Science and Technology, 2: 99 (2016).
Creative Commons License
Усі статті ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
©2003—2021 НАНОСИСТЕМЫ, НАНОМАТЕРИАЛЫ, НАНОТЕХНОЛОГИИ Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова Национальной Академии наук Украины.

Електрона пошта: tatar@imp.kiev.ua Телефони та адреса редакції Про збірник Угода користувача