ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ НАНОМОДИФИЦИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕГО ПОЛИУРЕТАНА ПРИ ПРОТЕКАНИИ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

  • Виктор Сахибович Ягубов
  • Александр Викторович Щегольков
Ключевые слова: полиуретан, удельное объемное сопротивление, композит, наномодифицированный полиуретан, многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ), саморегулирование температуры

Аннотация

Разработка новых типов функциональных материалов на основе модифицированных полимеров является перспективной научной задачей. Модифицированные полимеры широко применяются в радиоэлектронике и электротехнике. Наиболее эффективным методом, позволяющим изменять не только физико-механические, но и электрофизические свойства полимеров, является введение в их структуру углеродных наноматериалов – наномодификаторов. Углеродные наноструктуры, а также типы полимеров очень многообразны, поэтому необходимо изучить и оценить влияние на свойства полимеров морфологии углеродных наноструктур и концентрации вводимого модификатора.

В связи с этим работа посвящена изучению влияния углеродных наноструктур в составе полиуретана, обладающих различной морфологией, на тепловыделения при протекании постоянного электрического тока.

С этой целью проведены экспериментальные исследования полиуретановых композитов с различным массовым содержанием (масс. %) многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), синтезированных на разных катализаторах. Проведены исследования электропроводящих свойств наномодифицированных композитов при различной концентрации двух типов МУНТ. В ходе исследования выявлено, что самым низким удельным объемным электрическим сопротивлением (3,5×104 Ω×см) обладает полиуретан, модифицированный 7 масс. % МУНТ, синтезированными на Fe-Co/2,1Al2O3. Исследовано бесконтактным методом измерения распределение температурного поля на поверхности образцов наномодифицированных композитов при подключении их к источнику постоянного тока. Установлено, что самым равномерным распределением температурного поля обладают образцы нагревателей, изготовленные на основе полиуретанов, модифицированных 7 масс. % МУНТ. В ходе исследования обнаружен эффект токовой флуктуации, что можно объяснить хаотичной электропроводящей сетью, образованной МУНТ в полиуретане.

Выявлено, что различное массовое содержание МУНТ в композите оказывает влияние на распределение температурного поля при подаче постоянного электрического напряжения, что следует из особенностей распределения углеродных наноструктур в матрице полимера.

Опубликован
2019-06-26
Выпуск
Раздел
Технические науки