Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
![](/pic/nikiforov.jpg)
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-982-989
УДК 541.183.2.678
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИУРЕТАНОВЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФУЛЛЕРЕНОМ С60 И НАНОАЛМАЗАМИ
Читать статью полностью
![](/images/pdf.png)
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Гусева Е.Н., Пихуров Д.В., Зуев В.В. Диэлектрические свойства полиуретановых нанокомпозитов, модифицированных фуллереном С60 и наноалмазами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 982–989. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-982-989
Аннотация
Методом полимеризации in situ получены полиуретановые композиты, содержащие равномерно диспергированные нано- и макроразмерные углеродные наполнители с различной природой поверхности (с гидрофобной поверхностью –фуллерен С60 и фуллереновая сажа, с гидрофильной поверхностью – наноалмазы и наноалмазная шихта) с уровнем наполнения от 0,1 до 0,5 мас.%. Полученные нанокомпозиты исследованы методом диэлектрической спектроскопии для определения характера влияния природы поверхности и размера частиц на структуру и свойства готового материала. Выявлено, что введение наполнителей приводит к уменьшению энергии активации (Еа) процесса α-релаксации по сравнению с исходным полиуретаном. Показано, что неспецифическое π–π-взаимодействие для наноразмерных наполнителей доминирует над специфическим образованием водородных связей, которое может быть связано с наличием кислородсодержащих групп на поверхности наноалмазов. Диэлектрическая спектроскопия показала, что значения температуры стеклования (Tg) нанокомпозитов увеличиваются по сравнению с чистым полиуретанами, проявляя так называемый «антипластифицирующий эффект», в то время как композиты с макроразмерным наполнителем проявляют типичный для традиционных наполнителей пластифицирующий эффект.Наибольшее значение параметра D(хрупкости) соответствует образцу с фуллереновой сажей. Совпадение энергий активации поляризации Максвелла–Вагнера–Силларса для разных наполнителей говорит о том, что размеры жестких доменов в полимере не изменились.
Ключевые слова: полиуретановые нанокомпозиты, диэлектрические свойства, температура стеклования, наноалмазы, фуллерен С60, антипластифицирующий эффект
Благодарности. Все измерения диэлектрических свойств проводились в Центре диагностики функциональных материалов для медицины, фармакологии и наноэлектроники исследовательского парка СПбГУ.
Список литературы
Благодарности. Все измерения диэлектрических свойств проводились в Центре диагностики функциональных материалов для медицины, фармакологии и наноэлектроники исследовательского парка СПбГУ.
Список литературы
-
Yilgor I., Yilgor E., Wilkes G.L. Critical parameters in esigning segmented polyurethanes and their effect on the morphology and properties: a comprehensive review // Polymer. 2015. V. 58. P. A1–A36. doi: 10.1016/j.polymer.2014.12.014
-
Treacy M.M.J., Ebesen T.W., Gibson J.M. Exceptionally high Young's modulus observed for individual carbon nanotubes // Nature (London). 1996.V. 381.P. 678–680. doi: 10.1038/381678a0
-
Chen X., Wu L., Zhou S., You B.In situpolymerization and characterization of polyester-based polyurethane/nano-silica composites // Polymer International. 2003. V. 52. N 6. P. 993–998. doi: 10.1002/pi.1176
-
Swain S., Sharma R. ., Bhattacharya S., Chaudhary L. Effects of nano-silica/nano-alumina on mechanical and physical properties of polyurethane composites and coatings //
Transactions on Electrical and Electronic Materials. 2013. V. 14. N 1. P. 1–8. doi: 10.4313/TEEM.2013.14.1.1 -
Sabzi M., Mirabedini S.M., Zohuriaan-Mehr J., Atai M. Surfacemodification of TiO2 nano-particles with silane coupling agent and investigation of its effect on the properties of polyurethane composite coating // Progress in Organic Coatings.2009. V. 65. N 2. P. 222–228. doi: 10.1016/j.porgcoat.2008.11.006
-
Tien Y.I., Wei K.H. The effect of nano-sized silicate layers from montmorillonite on glass transition, dynamic mechanical, and thermal degradation properties of segmented polyurethane //Journal of Applied Polymer Science. 2002. V. 86. P. 1741–1748. doi: 10.1002/app.11086
-
Bistricic L., Baranovic, Leskovac G.M., Bajsic E.G. Hydrogenbonding and mechanical properties of thin films of polyether-based polyurethane-silica nanocomposites // European Polymer Journal. 2010. V. 46. P. 1975–1987. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2010.08.001
-
Verma G., Kaushik A., Ghosh A.K. Preparation, characterizationand properties of organoclay reinforced polyurethane nanocomposite coatings // Journal of Plastic Film and Sheeting. 2013. V. 29. N 1. P. 56–77. doi: 10.1177/8756087912448183
-
Cai D., Jin J., Yusoh K., Rafiq R., Song M. High performance polyurethane/functionalized graphene nanocomposites with improved mechanical and thermal properties // Composites Science and Technology. 2012.V. 72. P. 702–707. doi: 10.1016/j.compscitech.2012.01.020
-
Yadav S.K., Cho J.W. Functionalized graphene nanoplatelets for enhanced mechanical and thermal properties of polyurethanenanocomposites // Applied Surface Science. 2013. V. 266. P. 360–367.doi: 10.1016/j.apsusc.2012.12.028
-
Jomaa M.H., Seveyrat L., Lebrun L., Masenelli-Varlot K., Cavaill J.Y. Dielectric properties of segmented polyurethanes for electromechanical applications // Polymer. 2015. V. 63. P. 214–221.doi: 10.1016/j.polymer.2015.03.008
-
Wu C., Huang X., Wang G., Wu X., Yang K., Li S., Jiang P. Hyperbranched-polymer functionalization of graphene sheets for enhanced mechanical and dielectric properties of polyurethane composites // Journal of Materials Chemistry. 2012. V. 22. N 14. P. 7010–7019. doi: 10.1039/c2jm16901k
-
Sadasivuni K.K., Ponnamma D., Kumar B., Strankowski M., Cardinaels R., Moldenaers P., Thomas S., Grohens Y. Dielectric properties of modified graphene oxide filled polyurethane nanocomposites and its correlation with rheology // Composites Science and Technology. 2014. V. 104. P. 18–25. doi: 10.1016/j.compscitech.2014.08.025
-
Tantis I., Psarras G.C., Tasis D.Functionalized graphene – poly(vinyl alcohol) nanocomposites: Physical and dielectric properties // Express Polymer Letters. 2012. V. 6. N 4. P. 283–292. doi: 10.3144/expresspolymlett.2012.31
-
Kanapitsas A., Pissis S. Dielectric relaxation spectroscopy in cross-linked polyurethane ased on polymer polyol // European Polymer Journal. 2000. V. 36. N 6. P. 1241–1250. doi: 10.1016/s0014-3057(99)00167-6
-
Sinitsin A.N., Zuev V.V. Dielectric relaxation of fulleroid materials filled PA 6 composites andthe study of its mechanical and tribological performance // Materials Chemistry
and Physics. 2016. V. 176. P. 152–160. doi: 10.1016/j.matchemphys.2016.04.007 -
Martinez-Rugerio G., Alegria A., Daniloska V., Tomovska R., Paulis M., Colmenero J. Dielectric relaxation of acrylic- polyurethane hybrid materials // Polymer. 2015. V. 74. P. 21–29. doi: 10.1016/j.polymer.2015.07.055
-
Castagna A.M., Fragiadakis D., Lee H.K., Choi T., Runt J. The role of hard segment content on the molecular dynamics of poly(tetramethyleneoxide) – based polyurethane copolymers // Macromolecules. 2011.V. 44.N 19.P. 7831–7836. doi: 10.1021/ma2017138
-
Starkweather H.W., Avakian P. Conductivity and the electric modulus in polymers // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 1992.V. 30.N 6.P. 637–641. doi: 10.1002/polb.1992.090300614
-
Havriliak S., Negami S. A complex plane analysis of α-dispersions in some polymer systems // Journal of Polymer Science Part C. 1966. V. 14. P. 99–117.
-
Havriliak S., Negami S. A complex plane representation of dielectric and mechanical relaxation processes in some polymers // Polymer. 1967. V. 8. P. 161–210.
-
Hedvig P. Dielectric Spectroscopy of Polymers. Hilger, Bristol, 1977. 430 p.
-
Angell C.A., Ngai K.L., McKenna G.B., P McMillan.F., Martin S.W. Relaxation in glassforming liquids and amorphous solids // Journal of Applied Physics. 2000. P. 3113–3157.
doi: 10.1063/1.1286035 -
Plazek D.J., Magil J.H. Physical properties of aromatic hydrocarbons. I. Viscous and viscoelastic behavior of 1:3:5‐Tri‐α‐naphthyl benzene // Journal of Chemical Physics. 1966. V. 45. P. 3038–3050. doi: 10.1063/1.1728059
-
Bureau E., Cabot C., Marais S., Saiter J.M.Study of the α-relaxation of PVC, EVA and 50/50 EVA70/PVC blend // European Polymer Journal.2005. V. 41. N 5. P. 1152–1158. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2004.11.004
-
Mokeev M.V., Zuev V.V. Rigid phase domain sizes determinationfor poly(urethane-urea)s by solid-state NMR spectroscopy. Correlation with mechanical properties //
European Polymer Journal. 2015. V. 71. P. 372–379. doi: 10.1016/j.eurpolymj.2015.08.003 -
Nunn N., Torelli M., McGuire G., Shenderova O. Nanodiamond: a high impact nanomaterial // Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2017. V. 21. P. 1–9. doi: 10.1016/j.cossms.2016.06.008