Роль межфазного слоя в температурно-временной зависимости электрического сопротивления системы полиэтилен высокой плотности/технический углерод

Представлена полуколичественная вероятностная модель процессов изменения сопротивления полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), наполненного техническим углеродом (ТУ), при изотермическом нагревании, основанная на определяющей роли межфазного слоя. Показано, что изменение структуры макромолекул в межфазном слое можно охарактеризовать в рамках фрактальных представлений. В соответствии с представленной моделью проанализированы полученные экспериментальные данные по изменению сопротивления при выдержке образцов в электростатическом поле. Установлено, что приложение электростатического поля стабилизирует структуру наполненной системы, уменьшая изменение сопротивления системы ПЭВП/ТУ при прогреве.

полиэтилен высокой плотности, технический углерод, энергия активации изменения электропроводности, относительное удельное сопротивление, межфазный слой, фрактальная размерность

1. Bigg D.M. Electrical properties of metal-filled polymer composites // Metal-Filled Polymers: Properties and Applications / Ed. S.K. Bhattacharya. New York: Marcel Dekker, 1986. Р. 165-226.

2. Delmonte J. Metal/Polymer Composites. New York: Van Nostrand Reinhold, 1990. 245 p.

3. Donnet, J.B., Bansaland, R.C., Wang, M.J. Carbon Black: Science and Technology. New York: Marcel Dekker, 1993. 284 p.

4. Wypych G. Handbook of Fillers: 2nd Ed. Chem. New York: Tec., 2000. 693 p.

5. Stauffer D., Aharony A. Introduction to Percolation Theory. New York: Taylor & Francis, 1991. 195 p.

6. Zallen R. The Physics of Amorphous Solids. New York: Wiley, 1983. 307 p.

7. Гросберг А.Ю., Хохлов А.Р. Статистическая физика макромолекул. М.: Наука, 1989. 341 с.

8. De Gennes P. Scaling concepts in polymer physics. Ithaca and London: Cornell University Press, 1979. 331 p.

9. Комова Н.Н., Сыров Ю. В., Григорьев М.А. // Вестник МИТХТ. 2006. Т. 1. № 5. С. 58-62.

10. Sommers D.J. // Polym. Plast. Technol. Eng. 1984. V. 23(1). P. 83-98.

11. Карпов С.В., Герасимов В.С., Исаев И.Л., Обущенко А.В. // Коллоидный журнал. 2006. Т. 68. № 4. С. 484-494.

12. Zhang W., Dehghani-Sanij A.A., Blackburn R.S. // J. Mater. Sci. 2007. V. 42. P. 3408-3418.

13. Traina M., Pegoretti A., Penati A. // J. Appl. Polym. Sc. 2007. V. 106. P. 2065-2074.

14. Komova N.N., Shibryaeva L.S. // Abstr. XX Int. Сonf. on Chemical Thermodynamics in Russia (RCCT-2015). Nizhni Novgorod. 22-26 June 2015. Nizhni Novgorod, 2015. P. 256.

15. Марков В.А., Кандырин Л.Б., Марков А.В., Городницкий М.С. // Конструкции из композиционных материалов. 2013. № 3. С. 35-40.

16. Komova N.N., Zaikov G.E. Model Representations of the Effect of Temperature on Resistance Polypropylene Filled with Carbon Black // Physical Chemistry Research for Engineering and Applied Sciences. 2014. V. 3: High Performance Materials and Methods. Apple Academic Press, Inc. 145 p.

17. Zhang J.F., Zheng Q., Yang Y.Q., Yi X. S. // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V. 83. P. 3112-3118.

18. Комова Н.Н., Капитонов В.М., Барашкова И.И., Марков В.А. // Материалы Х Междунар. научно-практ. конф. «Дни науки 2014». Прага, 2014. С. 51-57.

19. Lipatov Yu.S. Polymer Reinforcement. Toronto: Chem. Tech. Publishers, 1995. 278 p.

20. Ahmed S., Jones F.R. // Composites. 1988. V. 19. № 2. P. 277-282.

21. Барашкова И.И., Комова Н.Н., Мотякин М.В., Потапов Е.Э., Вассерман А.М. // ДАН. 2014. Т. 456. № 4. С. 437-440.

22. Adamson A.W., Gast A.P. Physical Chemistry of Surfaces. New York: Wiley Interscience, 1997. 784 p.

23. Зеленый Л.М., Милованов A.B. // Успехи физ. наук. 2004. Т. 174. № 8. С. 809-852.

24. Кузеев И.Р., Самигуллин Г.Х., Куликов Д.В., Закирничная М.М. Сложные системы в природе и технике. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. 225 с.

25. Козлов Г.В., Буря А.И., Алоев В.З., Яновский Ю.Г. // Физическая мезомеханика. 2005. Т. 8. № 2. С. 35-38.

26. Якубов Т.С. // ДАН ССС Р. 1988. Т. 303. № 2. С. 425-428.

27. Huang J.C. // Adv. Polym. Technol. 2002. V. 21. P. 299-306.

28. Janzen J. // J. Appl. Phys. 1975. V. 46. P. 966-974.

29. Traina M., Pegoretti A., Penati A. // Book of abstracts. 1st Int. Symposium оn Nanostructured and Functional Polymer-Based Materials and Composites. Dresden, Germany, 24-27 April 2005. Dresden, 2005. P. 25-28.

30. Traina M., Pegoretti A., Penati A. // Book of abstracts. 27th National Convention of the Italian Association of the Science and Technology of Macromolecules. Naples, Italy, 2005. P. 101-108.

31. Комова Н.Н. // Сб. трудов Всерос. науч. конф. «Математика, информатика, естествознание в экономике и обществе» (МИЕСЭ КО-2015). Москва, 30 января 2015 г. М.: МФЮА, 2015. Т. 1. С. 110-115.

32. Комова Н.Н., Заиков Г.Е. // Вестник Казанского технологического университета. 2015. Т. 18. № 11. С. 8-14.

33. Heaney M. B. // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69. P. 2602-2604.

34. Tawalbeh T.M., Saq’an S., Yasin S.F., Zihlif A.M., Ragosta G. // J. Mater. Sci.: Materials in Electronics. 2005. V. 16. P. 351-354.

35. Mott N.F., Davis E.A. Electronic Process in Non-Crystalline Materials. Oxford: Glarendon Press, 1971. 438 p.

36. Di W., Zhang G. // J. Mater. Sci. 2004. V. 39. Р. 695-697.

37. Tang H., Chen X., Tang A., Luo Y. // J. Appl. Polym. Sci. 1996. V. 59. P. 383-387.

38. Dafu W., Tiejun Z., Yi X.-S. // J. Appl. Polym. Sci. 2000. V. 77. P. 53-58.

39. Azulay D., Eylon M., Eshkenazi O., Toker D., Balberg M., Shimoni N., Millo O., Balberg I. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 90. P. 1-4.

40. Huang J.C. // Adv. Polym. Technol. 2002. V. 21. P. 299-304.

41. Foulger S.H. // J. Appl. Polym. Sci. 1999. V. 72. P. 1573-1579.

42. Hindermann-Bischoff M., Ehrburger-Dolle F. // Carbon. 2001. № 39. P. 375-382.

43. Hou Y.H., Zhang M. Q., Rong M.Z., Yu G., Zeng H.M. // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V. 84. P. 2768-2772.

44. Huang S.J., Lee J.K., Ha C.S. // Colloid. Polym. Sci. 2004. V. 282. P. 575-586.

45. Park J.S., Kang P.H., Nho Y.C., Suh D.H. // J. Appl. Polym. Sci. 2003. V. 89. P. 2316-2322.

46. Tang H., Chen X., Luo Y. // Eur. Polym. J. 1996. V. 32. P. 963-971.

47. Tang H., Chen X., Luo Y. // Eur. Polym. J. 1997. V. 33. P. 1383-1395.

48. Zhang C., Wang P., Ma C.A., Wu G., Sumita M. // Polymer. 2006. V. 47. P. 466-478.

49. Zhang J.F., Zheng Q., Yang Y.Q., Yi X.S. // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V. 83. P. 3112-3120.

50. Dai K., Zhang Y.-C., Tang J.-H., Ji X., Li Z.-M. // J. Appl. Polym. Sci. 2012. V. 125. P. 561-570.

51. Kirkpatrick S. // Rev. Mod. Phys. 1973. V. 45. P. 574-578.

52. Маламатов А.Х., Козлов Г.В., Микитаев М.А. Механизмы упрочнения полимерных нанокомпозитов. М.: Изд-во РХТУ им. Менделеева, 2006. 240 с.

53. Pfeifer P., Avnir D.J. // Chem. Phys. 1983. V. 79. P. 3558-3560.

54. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Бабин Л.О., Соломатов В.И. Синергетика композиционных материалов. Липецк: НПО ОРИУС, 1994. 154 с.

55. Hentschel H.G.E., Deutch J.M. // Phys. Rev. 1984. V. 29 A. № 12. Р. 1609-1611. . Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 384 с.

56. Kozlov G.V., Zaikov G.E. Structure of the Polymer Amorphous State. Utrecht - Boston: Brill Academic Publishers, 2004. 465 р.

57. Энциклопедия полимеров: в 3-х т. М.: Советская энциклопедия, 1977. Т. 3. 1150 c.

58. Козлов Г.В. // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. № 1. С. 35-64.

59. Van Damme H., Levitz P., Bergaya F., Alсover J.F., Gatineau L., Fripiat J.J. // J. Chem. Phys. 1986. V. 85. № 1. P. 616-625.

60. Mamonya Ye.P. // J. Micromole. Sci. Phys. 1999. V. 38. P. 615-622.

61. Kozlov G.V., Lipatov Yu.S. // Composite Interfaces. 2002. V. 9. № 6. P. 509-527.

62. Новиков В.У., Козлов Г.В. // Механика композитных материалов. 1999. № 35. С. 269-290.

63. Блайт Э.Р, Блур Д. Электрические свойства полимеров. М.: Физматлит, 2008. 373 с. (Blythe A.R., Bloor D. Electrical Properties of Polymers. Cambridge University Press, 2005. 487 p.)

64. Mai Y.W., Yu Z.Z. Polymer nanocomposites. Cambridge: Wood head Publishing Ltd., 2006. 594 p.

65. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. М.: Наука, 1975. 592 с.

66. С луцкер А.И., Михайлин А.И., Слуцкер И.А. // Успехи физ. наук. 1994. Т. 164. № 4. С. 357-366.

67. Бартенев Г.М., Бартенева А.Г. Релаксационные свойства полимеров. М.: Химия, 1992. 384 с.