Влияние электропроводного технического углерода на свойства линейного полиэтилена низкой плотности

Экспериментально исследовано влияние электропроводного технического углерода на электрофизические и механические свойства линейного полиэтилена низкой плотности. Определены структурные параметры технического углерода, которые оказывают существенное влияние на электропроводность технического углерода и электропроводность полимерных композиционных материалов при его применении в качестве наполнителя. Установлено, что введение 10–20 масс. % технического углерода в линейный полиэтилен низкой плотности обеспечивает высокую проводимость композиционных материалов, повышая при этом их модуль упругости, но в то же время снижает относительное удлинение при разрыве. Показано, что в целом исследованный технический углерод является перспективным наполнителем при разработке электропроводных полимерных композиционных материалов электротехнического и радиотехнического назначения.

1. Donnet J. B. Carbon black: science and technology. 2nd ed. USA, 1993. 460 p. DOI: 10.1201/9781315138763.

2. Цобкалло Е. С., Москалюк О. А., Степашкина А. С. Функциональные композиционные полимерные материалы электротехнического назначения // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2020. № 78 (52). С. 28–35. DOI: 10.36807/1998-9849-2020-52-78-28-35. EDN ZRBXWB.

3. Bezzon V. D. N., Montanheiro T. L. A., de Menezes B. R. C. [et al.]. Carbon Nanostructure-based Sensors: A Brief Review on Recent Advances // Advances in Materials Science and Engineering. 2019. Vol. 2019, no. 4. P. 1–21. DOI: 10.1155/2019/4293073.

4. Liu Y., Zhang H., Porwal H. [et al.]. Pyroresistivity in conductive polymer composites: a perspective on recent advances and new applications // Polymer International. 2019. Vol. 68, no. 3. P. 299–305. DOI: 10.1002/pi.5735.

5. Al-Qahtani N., Al-Ejji M., Ouederin M. [et al.]. Effect of Carbon Black Loading on Linear Low-Density Polyethylene Properties // Journal of Material Science and Metallurgy. 2020. Vol. 10. P. 1–10. DOI: 10.21203/rs.3.rs-134229/v1.

6. Badrul F., Mohd Salleh M. A. A., Osman A. F. [et al.]. Effect of Various Conductive Filler Additions on the Percolations Threshold of LLDPE Conductive Polymer Composites // Acta Physica Polonica A. 2022. Vol. 142, no. 1. P. 137–140. DOI: 10.12693/APhysPolA.142.137.

7. Раздьяконова Г. И., Лихолобов В. А., Моисеевская Г. В. Инновационный дисперсный углерод. От идеи до технологии: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 312 с. ISBN 978-5-8149-1907-6.

8. Fathi A., Hatami K., Grady B. P. Effect of carbon black structure on low-strain conductivity of polypropylene and low-density polyethylene composites // Polymer Engineering and Science. 2012. Vol. 52, no. 3. P. 549–556. DOI: 10.1002/pen.22115.

9. Моисеевская Г. В., Раздьяконова Г. И., Петин А. А. [и др.]. Инновационные направления расширения ассортимента технического углерода в России // Химия в интересах устойчивого развития. 2017. Т. 25, № 1. С. 49–56. DOI: 10.15372/KhUR20170107. EDN: XWRWIH.

10. Pang H., Xu L., Yan D.-H., Li Z.-M. Conductive polymer composites with segregated structures // Progress in Polymer Science. 2014. Vol. 39, no. 11. P. 1908–1933. DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2014.07.007.

11. Noer Z., Nasruddin M. N., Bukit N. [et al.]. Characterization of low-density polyethylene (LDPE)/carbon black (CB) nanocomposite-based packaging material // Journal of Physics Conference Series. 2018. Vol. 1120, no. 1. P. 012066. DOI: 10.1088/1742-6596/1120/1/012066.

12. Paszkiewicz S., Szymczyk A., Zubkiewicz A. [et al.]. Enhanced Functional Properties of Low-Density Polyethylene Nanocomposites Containing Hybrid Fillers of Multi-Walled Carbon Nanotubes and Nano Carbon Black // Polymers. 2020. Vol. 12, no. 6. P. 1356. DOI: 10.3390/polym12061356.

13. Khanam P. N., AlMaadeed M. A., Ouederni M. [et al.]. Melt processing and properties of linear low density polyethylenegraphene nanoplatelet composites // Vacuum. 2016. Vol. 130. P. 63–71. DOI: 10.1016/j.vacuum.2016.04.022.