П’ЄЗОРЕЗИСТИВНА ПОВЕДІНКА СИСТЕМ НА ОСНОВІ СІТЧАСТИХ ПОЛІУРЕТАНІВ ТА ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.2.73631Ключові слова:
полімерні нанокомпозити, вуглецеві нанотрубки, електропровідність, перколяційна поведінка, зовнішній тискАнотація
Використовуючи метод імпедансної спектроскопії проведено дослідження особливостей електропровідності систем на основі сітчастих поліуретанів та вуглецевих нанотрубок в залежності від величини зовнішнього тиску. Встановлено, що залежність електропровідності від тиску проявляє перколяційну поведінку. Виявлено механізми нелінійної зміни електропровідності зі зростанням тиску. Показано, що досліджувані системи є перспективними п’єзорезистивними матеріалами для створення сенсорів тиску.
Посилання
D. Ponnamma, K. Sadasivuni, Y. Grohens, Q. Guo, S. Thomas. Carbon nanotube based elastomer composites – an approach towards multifunctional materials // J. Mater. Chem. C, 2, рр. 8446-8485 (2014).
L. Bokobza. Multiwall carbon nanotube elastomeric composites: A review // Polymer, 48, рр. 4907-4920 (2007).
S.G. Chen, J.W. Hu, M.Q. Zhang, M.W. Li, M.Z. Rong. Gas sensitivity ofcarbon black/ waterborne polyurethane composites // Carbon, 42, рр. 645-651 (2004).
Z. Guo, S. Park, H.T. Hahn, S. Wei, M. Moldovan, A.B. Karki, D.P. Young. Magnetic and electromagnetic evaluation of the magnetic nanoparticle filled polyurethane nanocomposites // J. Appl. Phys., 101, рр. 09M511-1–3 (2007).
H.J. Zo, S.H. Joo, T. Kim, P.S. Seo, J.H. Kim, J.S. Park. Enhanced mechanical and thermal properties of carbon fiber composites with polyamide and thermoplastic polyurethane blends // Fibers and Polymers, 15(5), pp. 1071-1077 (2014).
Y. Liu, S. Kumar. Polymer/carbon nanotube nano composite fibers – a review // ACS Appl. Mater. Interfaces, 6 (9), pp. 6069-6087 (2014).
E. Lysenkov, I. Melnyk, L. Bulavin, V. Klepko, N. Lebovka. Structure of Polyglycols Doped by Nanoparticles with Anisotropic Shape. in Physics of Liquid Matter: Modern Problems, Springer Proceedings in Physics, Eds. L. Bulavin and N. Lebovka, рр. 165-198, Switzerland: Springer International Publishing (2015).
Е.А. Lysenkov, V.V. Klepko, V.M. Golovanets, V.L. Demchenko. Electric field effect on the percolative behavior of systems based on polyethylene glycol and carbon nanotubes // Ukr. J. Phys., 59, рр. 906-914 (2014).
F. Carmona, R. Canet, P. Delhaes. Piezoresistivity of heterogeneous solids // J. Appl. Phys., 61, рр. 2550-2558 (1987).
D.S.A. De Focatiis, D. Hull, A. Sanchez-Valencia. Roles of prestrain and hysteresis on piezoresistance in conductive elastomers for strain sensor applications // Plastics, Rubber and Composites, 41(7), рр. 301-309 (2012).
L. Flandin, J. Cavaille, Y. Brechet, R. Dendievel. Characterization of the damage in nanocomposite materials by a.c. electrical properties: experiment and simulation // J. Mater. Sci., 34, рр. 1753-1759 (1999).
Z. Starу, J. Krückel, D. Schubert, H. Münstedt. Behavior of conductive particle networks in polymer melts under deformation // AIP Conf. Proc., 1375, рр. 232-239 (2011).
A. Fathi, K. Hatami, B.P. Grady. Effect of carbon black structure on low-strain conductivity of polypropylene and low-density polyethylene composites // Polym. Engin. Sci., 52, рр. 549-556 (2012).
P. Wang, T. Ding Conductivity and piezoresistivity of conductive carbon black filled polymer composite // J. App. Polym. Sci., 116(4), рр. 2035-2039 (2010).
Izotsianaty. Metod opredeleniya massovoy doli izotsianatnykh grup. Tekhnicheskiye usloviya / Dzerzhinskiy filial GIAP, 9 p. (1989). (in russian)
A. Kyritsis, P. Pissis, J. Grammatikakis. Dielectric relaxation spectroscopy in poly(hydroxyethy acrylate)/water hydrogels // J. of Polymer Sci.: Part B: Polymer Physics, 33, рр. 1737-1750 (1995).
E.A. Lysenkov, Z.O. Gagolkina, E.V. Lobko, Yu.V. Yakovlev, S.D. Nesin, V.V. Klepko. Structure-property relationships in polymer nanocomposites based on cross-linked polyurethanes and carbon nanotubes // Functional materials, 22 (3), рр. 342-349 (2015).
E.A. Lysenkov, V.V. Klepko. Influence of anisometric fillers on electrical properties of polypropylene glycol-based nanocomposites // Ukr. J. Phys., 56(5), рр. 484-489 (2011).
S. Shang, X. Zhou, F. Chang, C. Guo. Critical electrical behaviors of finger-sensing metal/polymer composites near the percolation threshold // Appl. Phys. Lett., 101, рр. 211904 (2012).
Ye.P. Mamunya, H. Zois, L. Apekis, E.V. Lebedev. Influence of pressure on the electrical conductivity of metal powders used as fillers in polymer composites // Powder Technology, 140, рр. 49-55 (2004).
W. Luheng, D. Tianhuai, W. Peng. Effects of conductive phase content on critical pressure of carbon black filled silicone rubber composite // Sensors and Actuators A, 135, рр. 587-592 (2007).
D. Stauffer, A. Aharony. Introduction to percolation theory. Taylor and Francis, London (1994).
M. Sahimi. Applications Of Percolation Theory. Taylor & Francis, London (1994).
M. Knite, J. Zavickis. Prospective polymer composite materials for applications in flexible tactile sensors. in Contemporary Robotics - Challenges and Solutions, Ed. A. D. Rodić, In Tech. 392 p. (2009).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2016 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
