ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОЛІМЕРНИХ НАНОКОМПОЗИТІВ НА ОСНОВІ ПОЛІЕТИЛЕНОКСИДУ ТА НАНОЧАСТИНОК СРІБЛА В ОБЛАСТІ НИЗЬКИХ КОНЦЕНТРАЦІЙ НАПОВНЮВАЧА
DOI:
https://doi.org/10.24025/2306-4412.3.2022.262507Ключові слова:
електропровідність, міжфазний шар, агрегація, композит, нанонаповнювач, імепедансна спектроскопіяАнотація
Робота присвячена розробці нового матеріалу на основі поліетиленоксиду (ПЕО) та синтезованих і стабілізованих наночастинок срібла, а також дослідженню його електричних властивостей в області низьких концентрацій наповнювача. Розроблено новий підхід до синтезу наночастинок срібла. Використовуючи цей підхід, синтезовано стабілізовані наночастинки срібла. Використовуючи метод імпедансної спектроскопії, досліджено електричні властивості полімерних нанокомпозитних матеріалів на основі ПЕО та синтезованих частинок срібла в області низьких концентрацій наповнювача. Зроблено припущення, що в системах на основі ПЕО існує два механізми переносу зарядів: перескок зарядів у кристалічній фазі ПЕО та перенос, який забезпечується сегментальною рухливістю поліетерних ланцюгів в аморфній фазі ПЕО. У результаті встановлено, що стабілізовані наночастинки срібла істотно впливають на електричні властивості нанокомпозитного матеріалу при відносно низьких концентраціях нанонаповнювача (1 %). Електропровідність досліджуваних матеріалів екстремально залежала від вмісту наповнювача. Така залежність пояснюється агрегаційними процесами наночастинок у полімерній матриці, що змінює частку міжфазного шару за рахунок додаткової аморфізації системи. Зроблено припущення, що при 1 % вмісті наночастинок срібла сумарна площа міжфазного шару є максимальною.
Посилання
J. Wan, B. Fan, and S. H. Thang, "Sonochemical preparation of polymer–metal nanocomposites with catalytic and plasmonic properties", Nanoscale Adv., vol. 3, pp. 3306-3315, 2021.
D. Giliopoulos, A. Zamboulis, D. Giannakoudakis, D. Bikiaris, and K. Triantafyllidis, "Polymer/metal organic framework (MOF) nanocomposites for biomedical applications", Molecules, vol. 25, no. 1, р. 185, 2020.
D. Olmos, and J. González-Benito, "Polymeric materials with antibacterial activity: A review". Polymers (Basel), vol. 13, no. 4, р. 613, 2021.
M. Jokar, K. Loeschner, and A. M. Nafchi, "Modeling of silver migration from polyethylene nanocomposite package response surface methodology", International Journal of Food Engineering, vol. 2, no. 2, pр. 96-102, 2016.
M. O. Farea, A. M. Abdelghanycd, and A. H. Oraby, "Optical and dielectric characteristics of polyethylene oxide/sodium alginate-modified gold nanocomposites", RSC Adv., vol. 10, р. 37621, 2020.
E. A. Lysenkov, E. V. Lobko, V. V. Klepko, and I. P. Lysenkova, "Influence of the various preparation methods on percolation behavior of the systems based on cross-linked polyurethanes and carbon nanotubes", Functional materials, vol. 25, no. 1, pр. 75-81. 2018.
M. Jouni, A. Boudenne, G. Boiteux, V. Massardier, B. Garnier, and A. Serghei, "Electrical and thermal properties of polyethylene/silver nanoparticle composites", Polymer Composites, vol. 34, no. 5, pр. 778-786, 2013.
S. Sirohi et al., "Effect of nanoparticle shape on the conductivity of Ag nanoparticle poly(vinyl alcohol) composite films", Polym. Int., vol. 68, no. 12, pр. 1961-1967, 2019.
L. Rivière, N. Causse, A. Lonjon, E. Dantras, and C. Lacabanne, "Specific heat capacity and thermal conductivity of PEEK/Ag nanoparticles composites determined by modulated-temperature differential scanning calorimetry", Polymer Degradation and Stability, vol. 127, pp. 98-104, 2016.
V. V. Shevchenko, A. V. Stryutsky, N. S. Klymenko et. al., "Protic and aprotic anionic oligomeric ionic liquids", Polymer, vol. 55, no. 16, pр. 3349-3359, 2014.
S. A. Grammatikos, R. J. Ball, M. Evernden, and R. G. Jones, "Impedance spectroscopy as a tool for moisture uptake monitoring in construction composites during service", Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 105, pр. 108-117, 2018.
J. R. Macdonald, and W. B. Johnson, "Fundamentals of impedance spectroscopy", in Impedance Spectroscopy: Theory, Experiment, and Applications, Third Edition. John Wiley & Sons, Inc., 2018, pр. 1-20.
A. Singh et al., "Galvanostatic deposition of manganese oxide films for super capacitive application and their fractal analysis", Ionics, vol. 27, pр. 2193-2202, 2021.
J. Huang, J. Zhou, and M. Liu, "Interphase in polymer nanocomposites", JACS Au, vol. 2, no. 2, pр. 280-291, 2022.
S. Shrestha, B. Wang, and P. Dutta, "Nanoparticle processing: Understanding and controlling aggregation", Advances in Colloid and Interface Science, vol. 279, р. 102162, 2020.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
URN
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Едуард Анатолійович Лисенков, Олександр Васильович Стрюцький
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому збірнику, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають збірнику право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License CC BY-NC, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи в тому вигляді, в якому її опубліковано цим збірником (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому збірнику.
Політика збірника наукових праць дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
