Хімія, фізика та технологія поверхні, 2021, 12 (2), 104-111.

Електрофізичні властивості композитів на основі епоксидної смоли та вуглецевих наповнювачів



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.02.104

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

Анотація


Розроблено полімерні конструкційні матеріали на основі епоксидної смоли, вуглецевих наповнювачів, таких як графенові нанопластини (ГНП), вуглецеві нанотрубки (ВНТ) та наповнювачів неорганічної природи – перліту, вермікуліту, піску, з покращеними електрофізичними характеристиками. Досліджено електрофізичні властивості композитів, отриманих різними, за принципом введення домішок у суміш зразку, технологіями.

ГНП отримані двома способами. Розмір частинок ГНП, отриманих електрохімічним способом, від 50 до 200 нм, а диспергуванням терморозширеного графіту у воді в роторному гомогенізаторі майже на порядок величини більша, що показано методом динамічного розсіювання світла. Другий спосіб отримання ГНП менш енерговитратний і потребує меншої кількості циклів виготовлення, тому економічно більш вигідний. Одержання композитів з використанням водних суспензій ГНП екологічно безпечне.

Залежність електропровідності системи з вермікулітом має вищі значення, ніж системи з перлітом для композитів з ВНТ та з ГНП, що обумовлено гідрофобними властивостями його поверхні.

Встановлено, що відмінність електрофізичних характеристик двох систем за однакового вмісту вуглецевого наповнювача зумовлена природою поверхні діелектричної складової – піску. Змінюючи вміст діелектричних інгредієнтів, можна розширити функціональні можливості композитів при застосуванні їх для екранування від електромагнітних полів.


Ключові слова


електропровідні композити; поріг перколяції; вуглецеві нанотрубки; графенові нанопластини; надвисокочастотний діапазон

Посилання


Pilawka R., Paszkiewicz S., Rosłanie Z. Epoxy composites with carbon nanotubes. Advances in Manufacturing Science and Technology. 2012. 36(3): 67.

Gojny F.H., Wichmann M.H.G., Fiedler B., Karl S. Influence of different carbon nanotubes on the mechanical properties of epoxy matrix composites – A comparative study. Compos. Sci. Technol. 2005. 65(15–16): 2300.

Afanasyeva E.S., Babkin A.V., Solopchenko A.V., Kepman A.V., Errna-Goryev E.M., Kudrin A.M. Mechanical properties of SWCNT modified epoxy resins for fiber reinforced composites. Vestnik Voronezh State Technical University. 2016. 12(5): 10. [in Russian].

Kondrashov S.V., Shashkeev K.A., Popkov O.K., Solovyanchik L.V. Physical-mechanical properties of nanocomposites with UNT. Trudy VIAM. 2016. 5(41): 61. [in Russian].

Volynets N.I., Bychenko D.S., Lohamov A.G., Kuzhir P.P., Maksimenko S.A., Batkin S.A., Klochkov A.Ya., Mastrucci M., Micciulla F., Bellucci S. Screening composite materials based on the basis of epoxy resins with graphene nanoplastes in microwave-diapazone frequencies. Zhur. of Technical Physics. 2016. 42(23): 9.

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

Sementsov Y.I. The formation of the structure and properties of sp²-carbon nanomaterials and functional composites for their participation. (Kyiv: Interservice, 2019). [in Ukrainian].

Sirenko O.G., Lisova O.M., Gunya G.M., Mahno S.M., Gorbyk P.P. Electrophysical properties of composites based on the epoxy resin and expanded graphite. Him. Fiz. Tehnol. Poverhni. 2018. 9(4): 442.

Kartel M., Sementsov Y., Dovbeshko G., Karachevtseva L., Makhno S., Aleksyeyeva T., Grebel’na Y., Styopkin V., Bo W., Stubrov Y. Lamellar structures from graphene nanoparticles produced by anode oxidation. Advanced Materials Letters. 2017. 8(3): 212.

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].

Makhno S.M., Lisova O.M., Gunya G.M., Sementsov Y., Grebelna Yu.V., Kartel M.T. The properties of synthesized graphene and polychlorotrifluoroethylene – graphene systems. Physics and Chemistry of Solid State. 2016. 17(3): 421.

Patent UA 140182. Mahno S.M., Lisova O.M., Gunya G.M., Gorbyk P.P. Acryl-polyurethane nanocomposite paint coating. 2020.

Patent UA 127911. Gorbyk P.P., Mahno S.M., Gunya G.M., Lisova O.M., Sirenko O.G. The composite for protection against electromagnetic radiation. 2018.




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp12.02.104

Copyright (©) 2021 O. G. Sirenko, O. M. Lisova, S. M. Makhno, G. M. Gunya, N. V. Vituk, P. P. Gorbyk

 CC By Creative Commons "Attribution" 4.0