Хімія, фізика та технологія поверхні, 2018, 9 (4), 442-446.

Електрофізичні властивості композитів на основі епоксидної смоли та терморозширеного графіту



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.04.442

O. G. Sirenko, S. M. Makhno, O. M. Lisova, G. M. Gunya, P. P. Gorbyk

Анотація


Розроблено полімерні конструкційні матеріали на основі епоксидної смоли, терморозширеного графіту (ТРГ) та наповнювачів неорганічної природи – перліту, вермікуліту з покращеними електрофізичними характеристиками. З метою визначення оптимальної концентрації ТРГ, для двох композитів: перліт – епоксидна смола, вермікуліт – епоксидна смола досліджено електрофізичні властивості композитів обох систем на низьких частотах методом імпедансної спектрометрії та в надвисокочастотному діапазоні за допомогою надвисокочастотного інтерферометра.

Високі значення (> 30) дійсної та уявної складових комплексної діелектричної проникності для обох систем досягаються при вмісті ТРГ менше 2 мас. %. Визначено значення порогу перколяції та критичні індекси систем: для системи з вермікулітом поріг перколяції становить φс = 0.0018, для системи з перлітом φс = 0.0039. Залежність логарифму дійсної складової електропровідності від логарифму частоти для зразків з низьким вмістом ТРГ до порогу перколяції носить лінійний характер і не залежить від частоти, що свідчить про високий рівень електронної провідності, а також про відносно низький рівень іонної провідності композитів.

Встановлено, що відмінність електрофізичних характеристик двох систем за однакового вмісту ТРГ обумовлена природою поверхні діелектричних складових. Вищі значення має система з вермікулітом, що обумовлено гідрофобними властивостями його поверхні і проявом ефекту обтікання діелектричної частинки суспензією епоксидна смола–ТРГ, а частинки перліту частково просочуються суспензією. Змінюючи вміст діелектричних інгредієнтів, можна розширити функціональні можливості композитів при їх застосуванні для екранування від електромагнітних полів.

Ключові слова


електропровідні композити; поріг перколяції; терморозширений графіт; надвисокочастотний діапазон

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


1. Gantayat S., Prusty G., Rout D.R., Swain S.K. Expanded graphite as a filler for epoxy matrix composites to improve their thermal, mechanical and electrical properties. New Carbon Mater. 2015. 30(5): 432. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(15)60200-1

2. Stelmakh O.I., Vovchenko L.L., Matzui V.I. Electrical Resistivity of Composite Materials Based on Thermoexfoliated Graphite. Physics and chemistry of solid state. 2007. 8(2): 408. [in Ukrainian].

3. Melnyk L. Research of electrical properties of epoxy composite with carbon fillers. Materials science. Technology audit and prodaction reserves. 2017. 3/1(35): 28.

4. Saifutdinova M.V., Lyga R.I., Mikhal'chuk V.M. Amine-cured composite materials based on epoxy resin and expanded graphitr. Journal Advances in Chemistry and Chemical Technology. 2017. 31(11): 102. [in Ukrainian].

5. Hanyuk L.M., Ihnatkov V.D., Makhno S.M., Soroka P.M. Study of the dielectric properties of the fibrous material. Ukr. fiz. zhurn. 1995. 40(6): 627. [in Ukrainian].

6. Makhno S.N. Electrophysical properties of polychlorotrifluoroethylene–copper oxide system. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2014. 5(1): 23. [in Ukrainian].

7. Lisova O.M., Makhno S.M., Gunya G.M., Sementsov Yu.I., Kartel M.T. Electrophysical properties of polyamide – graphene nanoplates composites. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii. 2017. 8(2):107. [in Ukrainian].




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp09.04.442

Copyright (©) 2018 O. G. Sirenko, S. M. Makhno, O. M. Lisova, G. M. Gunya, P. P. Gorbyk