Ученые НГТУ НЭТИ исследовали влияние измельчения углеродных нановолокон на электрофизические свойства эпоксидных композитов
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ научились управлять электрофизическими свойствами эпоксидных композитов на основе углеродных нановолокон. Покрытия из материала, полученного учеными, можно использовать на производстве для защиты от статического электричества.
В качестве одного из методов управления электрофизическими свойствами эпоксидных композитов использовалось высокоэнергетическое шаровое измельчение углеродного нановолокнистого материала. Измельченные образцы применили в качестве наполнителя для эпоксидных композитов.
«Мы использовали механоактивацию — в энергонапряженной мельнице размалывали материал в очень короткое время (до 10 минут). Он становился более мелким и за счет управления размерами таких частиц появилась возможность, во-первых, экономить углеродную добавку, во-вторых, управлять электрической проводимостью», — рассказал профессор кафедры химии и химических технологий НГТУ НЭТИ, доктор химических наук Александр Баннов.
Исходный образец углеродного нановолокна подвергали шаровому измельчению, варьируя время — от 2 до 12,5 минут. Ученые выяснили, что в процессе измельчения углеродные нановолокна укорачиваются различным образом и что электропроводность композитов повышалась с увеличением времени измельчения до 7,5 минут, после чего начала снижаться. Высокоэнергетическое измельчение с ускорением 15 g и временем измельчения 7,5 мин дало возможность получить самые высокие значения электропроводности и диэлектрической проницаемости эпоксидных композитов.
Как отмечает Александр Баннов, результаты исследования позволят получать композиты с улучшенными свойствами при меньшем количестве наполнителя, что может быть очень полезно для будущих применений. Высокоэнергетическое измельчение углеродных нановолокон также улучшает термические характеристики эпоксидных композитов, делая их более устойчивыми к окислению.
Полученный материал может использоваться для антиэлектростатических покрытий в отраслях, где взрывоопасные среды требуют особых мер безопасности (химическая, нефтегазовая, горнодобывающая, металлургическая промышленность), а также на складах, где хранятся взрывоопасные вещества или чувствительное к статике оборудование. Кроме того, эпоксидные композиты применимы для защиты от электромагнитных помех и для мониторинга состояния конструкций.