Композитні плівки на основі поліетилену, що містять вуглецеві нановолокна та магнітні наночастинки
Анотація
З метою встановлення можливості використання вуглецевого залізовмісного матеріалу Fe/C, синтезованого CVD методом на залізовмісному каталізаторі, для ПКМ спеціального призначення вивчено вплив Fe/C як комопонента полімерної композиції на структуру, механічні та електрофізичні властивості ПКМ. Методом гарячого пресування одержано композитні плівки на основі поліетилену високої густини (ПЕВГ) та нанодисперсної добавки Fe/С. (масове співвідношення Fe/C у добавці 42/58, вміст добавки в ПКМ – 1–15 мас. %) Плівки орієнтовано методом термоградієнтного витягування. Встановлено, що присутність Fe/С зменшує максимально можливий ступінь витягування λmax від 20 для ПЕВГ до 5 для високонаповнених композицій. Виявлено вплив добавки на фазові переходи ПЕ в композитних плівках: за невисокого вмісту добавки формується більш досконала кристалічна структура з крупнішими та одноріднішими за розмірами кристалітами, а за підвищеного вмісту – менш однорідна. Встановлено, що питома намагніченість насичення σs для композитних неорієнтованих плівок зростає від 1,1 Гс∙см3/г для плівки з 5 мас. % Fe/C до 5,6 Гс∙см3/г для плівки з 15 мас. % Fe/C. Коерцитивна сила Hc змінюється залежно від вмісту Fe/C від 99 до 97 Е. Виявлено, що електропровідність (s) на частоті 1 кГц відсутня для неорієнтованої плівки з 1 мас. % Fe/C (σ=9,4∙10-11 Ом-1.см-1), а для неорієнтованих плівок із 5 ‒ 15 мас. % Fe/C s складає 2,4∙10-5 ‒ 1∙10-3-Ом-1.см-1. Орієнтаційне витягування знижує електропровідність (σ=1,4∙10-12‒2,7∙10‑11Ом-1см-1 для плівок з λ=5‒6). За своїми структурно-механічними, електричними та магнітними властивостями залежно від вмісту Fe/C композитні плівки можуть бути перспективними для використання їх як магнітних, антистатичних чи електропровідних матеріалів.
Посилання
Mishchenko V., Tkachev A.G. The Carbon Nanomaterials: Industry, Properties and Use of Those. (Moscow, Mashynostroyeniye (Machines Building or Engines Building, 2008) (in Russian).
Sedov O.M., Kholod V.V., Makhno S.M., Lisova O.M., Abramov M.V., Turans'ka S.P., Gorbyk P.P. Structure and Properties of Nanoscale and Mesoscopic Materials. Metalophysics and Adv.Technologies. 2019. 41(9): 1153. https://doi.org/10.15407/mfint.41.09.1153
Dzubenko L.S., Gorbyk P.P., Sapyanenko A.A., Rezanova N.M. N.M.. The Influence arbon- Containing, Magnetic and Nano-Dispersed Additions on Structure and Electrophysical Properties of Polypropylene-Based Composite Monofibers. https://doi.org/10.15407/Surface.2021.13.197
Regel' V.R., Slutzker A.I., Tomashevs'kiy E.Ye. The Kinetical Nature by Strength of Solids. Moscow: Nauka (Science). - 1974. - 560 p. (in Russian).
Newer Methods of Polymer Characterization. Bacon Ke, Ed. Interscience (Wiley), New-York. 1966: 572 p.
Privalko V.P. Reference Book for Physical Chemistry of Polymers. Vol.2 - Kiev, Naukova Dumka (Scientific Opinion). - 1984. - P.176 (in Russian).
Borisenko N.V., Bogatyryov V.M., Dubrovin I.V., Abramov N.V., Gayevaya M.V., Gorbik P.P. The Synthesis and Properties of Magnetic-Sensitive Nanocomposites Based on Iron and Silicium Oxides// Physico-Chemistry of Nanomaterials and Supramolecular Structures//Ed. by A.P. Shpak and P.P. Gorbik. Vol.1. Kiev, Naukova Dumka, 2007 (in Russian).
Solomko V.P. The Filled and Crystallizing Polymers. - Kiev, Naukova Dumka. - 1980. - 264 p. (in Russian).
Shibanova A.V., Tsobkallo Ye.S., Axacal B., Moskalyuk O.A. The Deformation-Strength and Relaxation Properties of Polypropylene Oriented Films, Filled with Carbon Particles.// Vestnik TvGU, Seriya Khimiya (Chemistry Series). - 2016.-, Vol.2. - PP. 28-38 (in Russian).
Komkov Yu.A., Vettegren' V.I., Solomko V.P., Nyzhnyk V.V., Dzubenko L.S. The Thermodynamic and Structural Properties of Polymer Boundary Layers. Kiev, Naukova Dumka. - 1976. - PP. 74 - 77 (in Russian).
