ХІМІЯ, ФІЗИКА ТА ТЕХНОЛОГІЯ ПОВЕРХНІ

ISSN 2518-1238 (Online), ISSN 2079-1704 (Print)

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 φ_с = 0.0018, для системи з перлітом φ_с = 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.

електропровідні композити; поріг перколяції; терморозширений графіт; надвисокочастотний діапазон

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].