П’ЄЗОРЕЗИСТИВНА ПОВЕДІНКА СИСТЕМ НА ОСНОВІ СІТЧАСТИХ ПОЛІУРЕТАНІВ ТА ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК

E. А. Lysenkov, Е. V. Lobko, Z. O. Gagolkina, D. А. Baklan, V. V. Klepko

Анотація


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. 


Ключові слова


полімерні нанокомпозити; вуглецеві нанотрубки; електропровідність; перколяційна поведінка; зовнішній тиск

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).




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2016.2.73631

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2016 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)