Команда вчених ніту “місіс” спільно з тамбовським державним технічним університетом, томським політехом і університетом нігерії представила новий композиційний матеріал з унікальною об’ємною внутрішньою структурою на основі модифікованих вуглецевих нанотрубок. Розроблений електропровідний композит може бути застосований для створення полімерних обігрівальних елементів, саморегулюючих гріючих кабелів, електродів катодного захисту. Результати роботи опубліковані в міжнародному науковому журналі composites science and technology.
Графік-електропровідності-вихідних-компонентів-і-легованих-йодом-отриманих-композитів-scaled.jpg
Електропровідні полімери поєднують в собі провідникові властивості металів, а також низьку питому вагу, високі механічні властивості і корозійну стійкість полімерних матеріалів, що відкриває нові можливості для конструювання електродів систем катодного захисту трубопроводів і ємнісного обладнання, кабельних оболонок для захисту від елекромагнітних втрат і коронного розряду.
Графічна-абстракція_распределеніе-нанотрубок
Висока електропровідність зазвичай пов’язана з великим ступенем наповнення полімерів функціональними електропровідними добавками, тоді як збереження хороших механічних властивостей можливо тільки при їх низькій концентрації.
Вирішуючи цей парадокс, багато дослідників у всьому світі прагнуть знизити вміст електропровідних наповнювачів. Одним з ефективних шляхів вирішення цього завдання є структурування наповнювача в обсязі сполучного, створення впорядкованих провідних (перколяційних) сіток частинок наповнювача. У переважній більшості випадків таке структурування пов’язане зі значним ускладненням і подорожчанням технології.
Електронні зображення отриманих масивів нанотрубок
Міжнародний колектив вчених вирішив завдання зі створення локалізованих структур наповнювача і зниження перколяційного порогу за допомогою традиційних технологій прямого пресування полімерів, що дозволило забезпечити високу електропровідність полімерного матеріалу при мінімальному вмісті наповнювача і недорогий технології отримання виробів.
” ми показали можливість створення композитів, що містять багатошарові вуглецеві нанотрубоки (мунт), які формують каркасні мікронні структури в об’ємі матриці поліметиленметакрилату (пмма). Формована стабільна перколяційна сітка забезпечує високу електропровідність отриманого матеріалу при мінімальній концентрації наповнювача», – розповів науковий співробітник кафедри фнівтм ніту «місіс» ігор бурмістров.
Морфологія-вихідних-компонентів-і-структура-отриманого-композиту-під-електронним-мікроскопом
Модифікація матеріалу йодом забезпечує додаткове підвищення електропровідності і захист від біологічних факторів деструкції при експлуатації елементів катодного захисту в природному грунті.
«при легуванні йодом електропровідність цих композитів збільшується на сотні відсотків, що пов’язано зі зниженням потенційних бар’єрів перенесення заряду між окремими нанотрубками в обсязі композиту», – пояснює ігор бурмістров.
Області застосування створених електропровідних композитів різноманітні, але головне – це створення функціональних матеріалів із заданими показниками електропровідності і діелектричної проникності, поліпшеною антикорозійною і антибактеріальною стійкістю. Вони дозволять створювати нові перспективні полімерні електродні елементи для захисту металевих елементів різних будівельних конструкцій, нафто – і газопроводів, механізмів, що працюють в морській воді.
