Маруженко О. В. Структура, електричні та термічні властивості нанокомпозитів з гібридними наповнювачами

Об’єкт дослідження: закономірності формування провідної фази наповнювача та вплив його структурної організації на механічні, електро- та теплофізичні властивості наповнених нанокомпозитів. Мета даної роботи: встановлення закономірностей формування морфологічної структури полімерних композитів, наповнених індивідуальними та гібридними нано- та мікронаповнювачами різної природи, дослідження впливу структурної організації на електрофізичні, термічні та механічні властивості композитів. Методи дослідження: оптична та скануюча електронна мікроскопія, діелектрична спектроскопія, двохелектродний метод вимірювання електропровідності на постійному струмі, джерело перехідних площин, диференційна скануюча калориметрія, динамічний механічний аналіз. Встановлено, що сегреговані системи з упорядкованим розподілом наповнювача приводять до значного зниження (в ряді випадків на порядок) величини порогу перколяції порівняно із гомогенним розподілом наповнювача. Показано, що концентраційні залежності теплопровідності систем з різним розподілом мікро- та нанонаповнювачів можливо адекватно описувати за допомогою моделі Ліхтенекера. Вперше було встановлено, що гібридизація карбонових наповнювачів за розміром або форм-фактором характеризується синергічним ефектом, який приводить до суттєвого зниження порогу перколяції. Встановлено, що внаслідок упорядкованої регулярної структури, сегреговані композити є більш ефективними в якості екрануючих електромагнітне випромінювання матеріалів внаслідок наявності внутрішнього множинного відбивання електромагнітної хвилі. Вперше було встановлено, що гібридизація нанонаповнювачів за форм-фактором приводить до суттєвого підвищення ефективності поглинання електромагнітного випромінювання. Вперше запропоновано метод формування сегрегованої структури еластичного п’єзорезистивного сенсорного матеріалу з використанням полімера-носія, який утворює провідну фазу. Вперше показано, що гібридний наповнювач забезпечує високі п’єзорезистивні параметри композитів і стабільність електричного відклику в широкому часовому та температурному інтервалі.