Изучение электрофизических свойств полимерных слоев с графитовым наполнителем
ВВЕДЕНИЕКомпозиционные материалы- это материалы, которые могут состоять из двух и более компонентов, в основном состоят из пластичной матрицы и наполнителей, которые играют укрепляющие и другие роли. Свойства композиционных материалов зависят от того какой наполнитель добавляют к матрице. Композиционные материалы бывают с металлической и неметаллической матрицей, для того чтобы получить материалы с особыми свойствами, необходимо правильно подобрать наполнитель. Для получения электропроводящих композитных материалов необходим наполнитель с проводящими свойствами.
На сегодняшний день известно большое количество различных электропроводящих композиционных материалов. Они находят свое применение при создании новых токопроводящих клеев и покрытий, термопластичных и эластомерных композиций для антистатической защиты, для обеспечения контакта и экранирования деталей электронных схем [1]. В проводящем композиционном материале полимер играет роль пассивной диэлектрической матрицы.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1. Композиционный материал 5
1.2. Сопряженные полимеры 5
1.3. Проводящие полимеры и их физико-химические свойства 7
1.4. Электропроводность полимера 8
1.5. Композиты с электропроводящими частицами 10
1.6. Нанопластины графита и углеродные нанотрубки в качестве наполнителя 11
1.7. Механизмы проводимости 14
1.8. Свойства электроактивного полимера 17
1.9. Переход по давлению 19
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1.Объект исследования 21
2.2. Методика изготовления образцов 22
2.3. Методика измерения 25
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 27
3.1. Результаты 27
3.2.Обсуждение 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ЛИТЕРАТУРА 37
1. Гуль, В.Е. Электропроводящие полимерные композиции / В.Е. Гуль, Л.З. Шенфиль // М., Химия, 1984. – 240 с.
2. Лачинов, А.Н. Электроника тонких слоев широкозонных полимеров / А.Н. Лачинов, Н.В. Воробьева // УФН, 2006,–Т.176., №12.1249 с.
3. Карамов, Д.Д. Атомно-силовая микроскопия субмикронных пленок электроактивного полимера / Д.Д. Карамов, В.М. Корнилов, А.Н. Лачинов, В.А. Крайкин, И.А. Ионова // ЖТФ, 2016. – В.6., С. 124-129.
4. Сажин, Б. И. Электрические свойства полимеров. Под ред. д-ра физ.-мат. наук Б. И. Сажина. Изд. 2-e, пер. Л., Химия.1977. – 192 с.
5. Васильев, В.В. Композиционные материалы / В.В. Васильев,
Ю.М. Тарнопольский // М.: Машиностроение,1990. - 512 с.
6. Блайт, Э. Р. Электрические свойства полимеров / Э.Р. Блайт, Д. Блур // Пер. с англ. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 376 с. - ISBN978-5-9221-0893-5.
7. Carotenuto, G. Metal-Polymer Nanocomposites Synthesis: Novel ex situ and in situ Approaches / G. Carotenuto, L. Nicolais // National Research Council. – 2005. – P. 155-200.
8. Jing, L.I. Percolation threshold of polymer nanocomposites containing graphite nanoplatelets and carbon nanotubes / L.I Jing, M.A. Peng Cheng //16 international conference on composite materials, Kyoto Japan. –2007. – P. 1-8.
9. Balberg, I. Percolation thresholds in the three- dimensional sticks system / I. Balberg, N. Binenbaum, N. Wagner // Phys. Rev. Lett.- 1984.-Vol. 52, No.17.- P. 1465–1468.
10. Лачинов, А.Н. Высокопроводящее состояние тонких полимерных пленок: влияние электрического поля и одноосного давления / А.Н. Лачинов, А.Ю. Жеребов, В.М. Корнилов // ЖЭТФ. – 1992. – Т. 102. – С. 187-193.
Такое поведение объясняется образованием проводящей сети через материал изолирующей матрицы, когда содержание наполнителя находится на уровне или выше порога протекания. Порог перколяции нанокомпозитов, армированных полимером из нанопластин графита или УНТ, намного ниже, чем обычные наполнители, такие как металлические частицы, углеродные волокна и углеродная сажа, из-за их чрезвычайно высоких пропорций [8].
Экспериментальные и теоретические исследования были направлены на выявление критических факторов, определяющих порог перколяции для проводящих полимерных композитов.