Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням
Досліджено поліетилен високого тиску та нанокомпозити на його основі з багатостінними вуглецевими нанотрубками з концентраціями 0, 1, 2 об.%. Одержано морфологію та структуру для чистого поліетилену та нанокомпозитів ПЕ-MWCNT в інтервалі поглинутих доз 0…4.72 МГр. Показано, що при опроміненні електр...
Saved in:
| Published in: | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , , , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111561 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням / Т.М. Пінчук-Ругаль, О.С. Ничипоренко, О.П. Дмитренко, М.П. Куліш, Ю.Є. Грабовський, М.А. Заболотний, О.Г. Ругаль, Є.П. Мамуня, В.В. Левченко, В.В. Шлапацька, В.М. Ткач // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С. 173-177. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860060020218003456 |
|---|---|
| author | Пінчук-Ругаль, Т.М. Ничипоренко, О.С. Дмитренко, О.П. Куліш, М.П. Грабовський, Ю.Є. Заболотний, М.А. Ругаль, О.Г. Мамуня, Є.П. Левченко, В.В. Шлапацька, В.В. Ткач, В.М. |
| author_facet | Пінчук-Ругаль, Т.М. Ничипоренко, О.С. Дмитренко, О.П. Куліш, М.П. Грабовський, Ю.Є. Заболотний, М.А. Ругаль, О.Г. Мамуня, Є.П. Левченко, В.В. Шлапацька, В.В. Ткач, В.М. |
| citation_txt | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням / Т.М. Пінчук-Ругаль, О.С. Ничипоренко, О.П. Дмитренко, М.П. Куліш, Ю.Є. Грабовський, М.А. Заболотний, О.Г. Ругаль, Є.П. Мамуня, В.В. Левченко, В.В. Шлапацька, В.М. Ткач // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С. 173-177. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | Досліджено поліетилен високого тиску та нанокомпозити на його основі з багатостінними вуглецевими нанотрубками з концентраціями 0, 1, 2 об.%. Одержано морфологію та структуру для чистого поліетилену та нанокомпозитів ПЕ-MWCNT в інтервалі поглинутих доз 0…4.72 МГр. Показано, що при опроміненні електронами композитів ПЕ-MWCNT з дозами поглинання вище 0.2 МГр спостерігається активація взаємодії як окремих макромолекул полімеру, так і наповнювача з молекулами полімеру. При подальшому збільшенні дози поглинання до 4.72 МГр переважають процеси руйнування утворених кристалітів полімеру.
Исследован полиэтилен высокого давления (ПЭ) и нанокомпозиты на его основе с многостенными углеродными нанотрубками (MWCNT) с концентрациями 0, 1, 2 об.%. Получена морфология и структура для чистого полиэтилена и нанокомпозитов ПЭ-MWCNT в интервале поглощенных доз 0…4.72 МГр. Показано, что при облучении электронами композитов ПЭ-MWCNT с дозами поглощения выше 0.2 МГр наблюдается активация взаимодействия как отдельных макромолекул полимера, так и наполнителя с молекулами полимера. При дальнейшем увеличении дозы поглощения до 4.72 МГр преобладают процессы разрушения кристаллитов полимера.
High-density polyethylene (PE) and nanocomposites based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) with concentrations 0, 1, 2 vol.% were investigated. The morphology and structure of pure polyethylene and PE-MWCNT nanocomposites in the range of absorbed doses of 0…4.72 MGy were obtained. It is shown that under electron irradiation of PE-MWCNT composites with doses above 0.2 MGy absorption, there is activation of the interaction of individual macromolecules of the polymer and the filler with the polymer molecules. With a further increase of absorption dose to 4.72 MGy dominate the destruction processes of polymer crystallites.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:03:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 173
УДК 539.12.04
МОРФОЛОГІЯ ТА СТРУКТУРА НАНОКОМПОЗИТІВ
ПОЛІЕТИЛЕНУ ВИСОКОГО ТИСКУ З БАГАТОСТІННИМИ
ВУГЛЕЦЕВИМИ НАНОТРУБКАМИ ПІД ОПРОМІНЕННЯМ
Т.М. Пінчук-Ругаль1, О.С. Ничипоренко2, О.П. Дмитренко3, М.П. Куліш4,
Ю.Є. Грабовський5, М.А. Заболотний6, О.Г. Ругаль7, Є.П. Мамуня**, В.В. Левченко**,
В.В. Шлапацька***, В.М. Ткач****
Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,
Київ, Україна
1Е-mail: Pinchuk_Tatiana@ukr.net, 2E-mail: orenkole@gmail.com,
3E-mail: o_dmytrenko@univ.kiev.ua, 4E-mail: n_kulish@univ.kiev.ua,
5E-mail: grayu@bigmir.net, 6E-mail: zabolotny@univ.kiev.ua, 7E-mail: rugal@univ.kiev.ua;
**Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Київ, Україна;
***Iнститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України,
Київ, Україна;
****Інститут надтвердих матеріалів ім. Бакуля НАН України, Київ, Україна
E-mail: tkach@ism.kiev.ua
Досліджено поліетилен високого тиску та нанокомпозити на його основі з багатостінними вуглецевими
нанотрубками з концентраціями 0, 1, 2 об.%. Одержано морфологію та структуру для чистого поліетилену
та нанокомпозитів ПЕ-MWCNT в інтервалі поглинутих доз 0…4.72 МГр. Показано, що при опроміненні
електронами композитів ПЕ-MWCNT з дозами поглинання вище 0.2 МГр спостерігається активація
взаємодії як окремих макромолекул полімеру, так і наповнювача з молекулами полімеру. При подальшому
збільшенні дози поглинання до 4.72 МГр переважають процеси руйнування утворених кристалітів
полімеру.
ВСТУП
Використання наповнювачів призводить до
значного покращення їх властивостей при
виготовленні композитних матеріалів на основі
полімерів. Одним з найбільш перспективних для
широкого технічного застосування є поліетилен
(ПЕ), завдяки його високим ізоляційним і
механічним властивостям, а також низькій
чутливості, в порівнянні з іншими полімерами, до
радіаційної обробки. Фізико-хімічні властивості
цього полімеру значно розширюються при
використанні різноманітних наповнювачів [1, 2].
Значна модифікація фізико-хімічних властивостей
ПЕ може бути досягнута шляхом створення його
композитів з вуглецевими наноструктурними
наповнювачами [3, 4]. Такими наповнювачами, як
правило, вибирають одно- та багатостінні вуглецеві
нанотрубки (SWNT, MWCNT), що
характеризуються сукупністю унікальних фізико-
механічних та електротранспортних властивостей
[5, 6]. Завдяки своїм визначним властивостям вже
при низьких концентраціях нанотрубок (до 2 ваг.%)
вони можуть в широких межах змінювати
структуру, коливні та термомеханічні властивості
полімерних нанокомпозитів [7, 8]. Разом з тим,
властивості полімерних композитів з нанотрубками
сильно залежать від розподілу наповнювача в
полімерній матриці. Оскільки нанотрубки можуть
утворювати агрегати в полімерній матриці, то
отримати рівномірний розподіл наповнювача в
матриці досить складно.
Іншою важливою проблемою є низька ступінь
спряження між макромолекулами полімеру та
вуглецевими нанотрубками внаслідок незначної
міжмолекулярної взаємодії між компонентами
нанокомпозиту. Підвищення такої взаємодії
досягається шляхом хімічної функціоналізації
нанотрубок [9]. Водночас така функціоналізація
призводить до пошкоджень нанотрубок, оскільки
останні є надзвичайно крихкими. За рахунок
високоенергетичного опромінення можна досягти
додаткової взаємодії між вуглецевими
нанотрубками та молекулами полімерної матриці.
В даній роботі досліджено морфологію та
кристалічну структуру чистого ПЕ та
нанокомпозитів ПЕ-MWCNT з концентраціями 0,1,
2 об.% під дією високоенергетичного електронного
опромінення (Ее =1.8 МеВ) з дозами поглинання
0…4.72МГр.
1. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
Нанокомпозити ПЕ з вуглецевими нанотрубками
були отримані методом перемішування компонент в
розплаві. Використовувались багатостінні вуглецеві
нанотрубки (MWCNT) виробництва NANOCYL
(Sambreville, Belgium). Діаметр вуглецевих
нанотрубок d становив 9,5 нм, а довжина l –
1,3 мкм. Відношення /l d складає 7307. При
виготовленні зразків порція порошкового
поліетилену нагрівалась, перемішуючись з
відповідною кількістю (MWCNT) за допомогою
двогвинтового міні-екструдера на протязі 15 хв. Під
час цього процесу підтримувалась температура
174 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87)
190 оС, швидкість обертання гвинта дорівнювала
80 об/хв. Після екструзії матеріал розміщувався в
сталевій формі, нагрітій до 170 оС. В цій формі він
стискався при 12 МПа на протязі 10 хв з подальшим
охолодженням до кімнатної температури. Отримані
зразки мали форму дисків товщиною ≈ 1 мм. Одна
половина зразків мала діаметр 15 мм, інша половина
– 30 мм, оскільки використовувалися дві різні
форми для пресування зразків.
Морфологію композитів досліджено за
допомогою растрового електронного мікроскопа
Zeiss EVO 60, для створення електронного пучка в
якому використовувався вольфрамовий катод та
система прискорення електронів (від 0.1 до 40 кеВ).
В залежності від енергії налітаючих електронів
результатом взаємодії є: відбиті електрони (область
генерації 1/3 довжини пробігу електрона в зразку);
вторинні електрони, що емітуються в результаті
непружного розсіяння первинного пучка з глибини
1/100 в порівнянні з відбитими; характеристичне
рентгенівське випромінювання. Прикладена напруга
змінювалася від 3 до 20 кВ, глибина проникнення
електронів становила від 0.2 до 5.1 мкм відповідно.
Кристалічна структура вивчалась методом
рентгенівської дифракції з використанням СuКα1,2
(λ=1.54178 Å.) випромінювання. Вимірювання
проводились за схемою фокусування по Брегу-
Брентано з дискретним режимом запису, крок 0.1º,
складав час 20 с. Вимірювання проводилися в
інтервалі кутів 2…60 º.
Радіаційне опромінення зразків електронами
проводилося за допомогою лінійного електронного
прискорювача ИЛУ-6. Енергія електронів становила
Ее = 1.8 МеВ. Дози поглинання вибиралися рівними
0.01, 0.05, 0.2, 0.7, 2, 4.72 МГр. Температура зразків
у процесі опромінення не перевищувала 333 К.
2. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
2.1. СТРУКТУРА КОМПОЗИТІВ
ПЕ-МWCNT
Вуглецеві нанотрубки схильні до агрегації з
утворенням в’язок, в яких вони перебувають у
переплутаному стані. Дійсно, як видно з рис. 1,
синтезовані багатостінні вуглецеві нанотрубки
знаходяться в стані в’язок, який має місце внаслідок
встановлення між індивідуальними нанотрубками
ван-дер-ваальсівської взаємодії [4].
Разом з тим, дослідження покращення
властивостей полімерних нанокомпозитів з
нанотрубками, виконані останнім часом при
використанні для змішування компонент
двогвинтового мікроекструдера, показали, що
основними чинниками підвищення характеристик
композитів виступають їх кристалічність та
орієнтація нанотрубок [10]. При цьому, особливо в
явищах перколяції, меншу роль відіграє гомогенна
дисперсія наповнювача, а більш важливим є
структурований розподіл орієнтованих нанотрубок
[11].
Рис. 1. SEM-зображення MWCNT, синтезованих
методом хімічного осадження парів (CVD)
На рис. 2. показано структуру сферолітних
ламелей блоків кристалів чистого поліетилену (а), та
нанокомпозитів ПЕ-МWCNT з 1 (б) та 2 об.% (в).
Рис. 2. SEM-зображення кріозламаної поверхні
чистого поліетилену (а) та нанокомпозитів
ПЕ-MWCNT з концентраціями нанотрубок:
1 об.% (б) та 2 об.% (в) при збільшенні х=200 нм
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 175
Видно, що має місце рівномірна структура з
близькими розмірами сферолітних ламелей, які
змінюються в межах 1…5 мкм. Кристаліти полімеру
ізотропно розорієнтовані і відрізняються за формою.
Для нанокомпозиту ПЕ-МWCNT з 1 об.%
нанотрубок розміри кристалітів, які зберігають
сферолітну ламелярну структуру, значно
зменшуються, а в деяких областях вона взагалі
втрачаються (див. рис. 2,б). З підвищенням
концентрації нанотрубок до 2 об.% аморфно-
дрібнокристалічна структура зберігається, але вони
в більшій мірі пронизана нанотрубками
(див. рис. 2,в). Таким чином, нанотрубки
пригнічують кристалізацію полімерної матриці
через зменшення рухливості макромолекул в
розплаві.
Водночас ступінь агрегації нанотрубок при даній
концентрації значно перевищує її величину для
композитів з 1 об.% трубок. Змочення нанотрубок
залишається значним. Сферолітна ламельна
структура чистого поліетилену зберігається при
дозах поглинання 0.01; 0.05; 0.7 МГр (рис. 3,а). У
випадку зростання дози поглинання до 2 та
4,72 МГр спостерігається руйнування структури, як
наслідок деградації макромолекул поліетилену (див.
рис. 3,б). Лише окремі кристаліти зберігаються,
основна ж частина зразка включає пошкоджені
кристалічні ділянки ламелей.
Рис. 3. SEM-зображення чистого поліетилену,
опроміненого електронами (Ее=1.8 МеВ) з дозами
поглинання: 0.7 МГр (а); 2 МГр (б)
при збільшенні x=200 нм
Навіть за незначних доз поглинання 0.01; 0.05;
0.2; 0.7 МГр в нанокомпозитах поліетилену з 1 об.%
нанотрубок з’являється суттєва їх агрегація.
Агрегація ще в більшій мірі зростає у випадку
збільшення дози поглинання до 2 МГр (рис. 4,б).
Рис. 4. SEM-зображення нанокомпозиту
поліетилену з 1 об.% нанотрубок, опроміненого
електронами (Ее=1.8 МеВ) з дозами поглинання
0.7 МГр (а); 2 МГр (б)
Рис. 5. SEM-зображення нанокомпозиту
поліетилену з 2 об.% нанотрубок, опроміненого
електронами (Ее=1.8 МеВ) з дозою поглинання
0.7 МГр
Подібними до змін в композитах з 1 об.%,
опромінених електронами, є відмінності, які
з’являються з підвищенням дози поглинання в
поліетиленах, наповнених 2 об.% нанотрубок
(рис. 5).
176 ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87)
2.2. РЕНТГЕНІВСЬКА ДИФРАКЦІЯ
НАНОКОМПОЗИТІВ ПЕ-MWCNT
Основну роль у кристалізації беруть
зигзагоподібні макромолекули з транс-
конформацією [12]. Полімерні ланцюги утворюють
щільну молекулярну упаковку. Розміри
елементарної комірки: а = 7.40 Å; b = 4.93 Å;
z = 2.534 Å [13].
10 20 30 40 50 60
1
2
3
Ін
те
нс
ив
ні
ст
ь,
в
ід
н.
од
ин
.
2θ, градуси
6
5
4
а
10 20 30 40 50 60
1
2
3
4
5
6
Ін
те
нс
ив
ні
ст
ь,
в
ід
н.
о
ди
н.
2θ, градуси
б
10 20 30 40 50 60
3
4
5
6
2
1
Ін
те
нс
ив
ні
ст
ь,
в
ід
н.
о
ди
н.
2θ, градуси
в
Рис. 6. Рентгенівські дифрактограми
нанокомпозитів ПЕ з вмістом MWCNT 0 (а ), 1 (б)
та 2 об.% (в) при різних дозах високоенергетичного
електронного опромінення:1 – 0 МГр; 2 – 0.05 МГр;
3 – 0.2 МГр; 4 – 0.7 МГр; 5 – 2 МГр; 6 – 4.72 МГр
Графіки залежності інтенсивності від кута
розсіяння є практично ідентичні для всіх зразків, це
свідчить про незначні зміни в параметрах
упорядкування макромолекул поліетилену при його
опроміненні та введенні вуглецевих нанотрубок
обраних концентрацій. На рис. 6 показано
рентгенівські дифрактограми нанокомпозитів ПЕ з
вмістом MWCNT 0, 1 та 2 об.%.
Спостерігаються два вузьких максимуми з
центрами 21 та 23º. Це є проявом досить високого
ступеню кристалічності композитів. Для аналізу
дифрактограм, використовуючи програмний пакет
CrystalDiffract, розраховано теоретичну
дифрактограму кристалічного поліетилену.
Експериментальні данні досить добре описуються
при моделюванні. Параметри кристалічної гратки в
такому випадку становлять відповідно: a = 7.52 Å;
b = 4.975 Å; c = 2.55 Å.
На основі відомих максимумів, що відповідають
кристалічній фазі полімеру, для експериментальних
дифрактограм в програмному пакеті PeackFit
виконано розклад дифрактограми на компоненти
(рис. 7).
Рис. 7. Розклад дифрактограми на компоненти
зразка чистого ПЕ
Широкий пік з центром 20º є відображенням від
аморфної частини полімеру. Його положення
характеризує радіус першої координаційної сфери
для атомів полімеру.
За співвідношенням Шерера, використовуючи
пік, що відповідає відображенню від сімейства
площин (110), знайдено характерний розмір
кристалітів ~140 А. Отже, ділянки макромолекул
довжиною до 100 ланок -СН2-є просторово
впорядковані.
Відношення інтегральної площі дифракційних
піків, що відповідають аморфній та кристалічним
фазам є пропорційним до відносного вмісту цих
компонент у полімері [14]. Графік залежності
ступеня кристалічності для чистого полімеру та
нанокомпозитів ПЕ-MWCNT від дози опромінення
показано на рис. 8.
0 1 2 3 4 5
35
36
37
38
39
40
41
42
С
ту
пі
нь
к
ри
ст
ал
іч
но
ст
і,
%
Доза опромінення, MГр
2
1
3
Рис. 8. Ступінь кристалічності нанокомпозитів
ПЕ-MWCNT: 1 – неопромінений ПЕ;
2 – ПЕ+1 об.% MWCNT; 3 – ПЕ+2 об.% MWCNT
від дози опромінення
а
в
б
10 20 30 40 50
0
10000
20000
30000
40000
Ін
те
нс
ив
ні
ст
ь,
в
.о
.
2θ, град.
Відображення
від аморфної
фази
ISSN 1562-6016. ВАНТ. 2013. №5(87) 177
Характерну особливість має область з дозами
опромінення до 0.2 МГр, при якій загальна ступінь
кристалічності полімеру у всіх зразках
нанокомпозитів спадає. Це свідчить про руйнування
кристалітів поліетилену, що спричинене розривом
зв'язків між полімерними ланцюгами, їх
дезорієнтацією. При дозах опромінення до 2 МГр
переважає механізм зшивання полімерних ланцюгів,
як наслідок – збільшення кількості кристалітів, при
подальшому збільшенні дози опромінення до
4.72 МГр спостерігається спадання ступеня
кристалічності, що може вказувати на деструкцію
утворених кристалітів полімеру. Після порогу
перколяції, для нанокомпозитів з 2 об.% MWCNT
залежність ступеня кристалічності є ідентичною
залежності для чистого полімеру без нанотрубок,
оскільки після порогу перколяції трубки
зосереджені переважно на границях зерен
полімерної матриці [15].
ВИСНОВОК
При опроміненні електронами композитів ПЕ-
MWCNT з дозами опромінення вище 0.2 МГр,
взаємодія як окремих макромолекул полімеру, так і
наповнювача з молекулами полімеру (зшивка)
активується. При подальшому збільшенні дози
переважають процеси руйнування утворених
кристалітів полімеру, ступінь кристалічності
зменшується з ∼ 40 до ∼ 35% при поглинутій дозі
4.72 МГр.
БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК
1. S. Balabanova, K. Velitchkovab, K. Krezhov.
Photoluminescence of carbon-implanted ultra-high
molecular weight polyethylene composite and its
modification by gamma irradiation // Vacuum. 2003,
v. 69, p. 107-112.
2. Giuliana Gorrasi, Roberta Di Lieto, Giovanni
Patimo, etc. Structure-property relationships on
uniaxially oriented carbon nanotube/polyethylene
composites // Polymer. 2011, v. 52, p. 1124-1132.
3. Б.В. Романовский, Е.В. Макшина. Наноком-
позиты как функциональные материалы // Соросо-
вский образовательной журнал (8). 2004, №2, с. 50.
4. Tony McNally, Peter Halley, Michael Murphy,
etc. Polyethylene multi-walled carbon nanotube
composites// Polymer. 2005, v. 46, p. 8222-8232.
5. А.В. Елецкий. Углеродные нанотрубки //
УФН. 1997, т. 167, №9, с. 945-972.
6. А.В. Елецкий. Механические свойства
углеродных наноструктур и материалов на их
основе // УФН. 2007, т. 177, №3, с. 233-274.
7. Olga Valentinoa, Maria Sarnoad, Nicola
G. Rainone, et al. Influence of the polymer structure and
nanotube concentration on the conductivity and
rheological properties of polyethylene/CNT
composites// Physica E. 2008, v. 40, p. 2440-2445.
8. A. Mierczynska, J. Friedrich, et al. Segregated
network polymer/carbon nanotubes composites// Centr
Europ J Chem.2004, v. 2, p. 2363-370.
9. M. Bystrzejewski, M.H. Ru¨mmeli, T. Gemming,
et al. Functionalizing Single-Wall Carbon Nanotubes in
Hollow Cathode Glow Discharges // Plasma Chem
Plasma Process. 2009, v. 29, p. 79-90.
10. A.R. Bhattachargya, T.V. Sreekumar, et al.
Crystallization and orientation studies in polypropylene
/single wall carbon nanotube composite // Polymer.
2003, v. 44, p. 2373-2377.
11. Ye.P. Mamunya, V.V. Levchenko, A. Rybak.
Electrical and thermomechanical properties of
segregated nanocomposites based of PVC and
multiwalled carbon nanotubes // Journal of non-
crystalline solids. 2010, v. 356, p. 635-641.
12. A.A. Turetskii, S.N. Chvalun, et al. Defects in
the crystalline lattice of highly oriented polyethylene
and their changes during irradiation // Polymer Science
U.S.S.R. 1990, v. 32, issue 12, p. 2525-2531.
13. А.А. Тагер. Физико-химия полимеров. М.:
«Химия», 1978, 544 с.
14. Z. Mo. The Degree of Crystallinity in Polymers
by Wide-Angle X-Ray Diffraction (WAXD)//
Macromol. Chem. Phys. 1995, N 35(4), p. 555-580.
15. M.O. Lisunova etc. Percolation behaviour of
ultrahigh molecular weight polyethylene/multi-walled
carbon nanotubes composites // European Polymer
Journal. 2007, v 43, N 43, p. 949-958.
Статья поступила в редакцию 07.12.2012 г.
МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
С МНОГОСТЕННЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ
Т.Н. Пинчук-Ругаль, О.С. Ничипоренко, О.П. Дмитренко, Н.П. Кулиш, Ю.Е. Грабовский, М.А. Заболотный,
А.Г. Ругаль, Е.П. Мамуня, В.В. Левченко, В.В. Шлапацкая, В.Н. Ткач
Исследован полиэтилен высокого давления (ПЭ) и нанокомпозиты на его основе с многостенными углеродными
нанотрубками (MWCNT) с концентрациями 0, 1, 2 об.%. Получена морфология и структура для чистого полиэтилена и
нанокомпозитов ПЭ-MWCNT в интервале поглощенных доз 0…4.72 МГр. Показано, что при облучении электронами
композитов ПЭ-MWCNT с дозами поглощения выше 0.2 МГр наблюдается активация взаимодействия как отдельных
макромолекул полимера, так и наполнителя с молекулами полимера. При дальнейшем увеличении дозы поглощения до
4.72 МГр преобладают процессы разрушения кристаллитов полимера.
MORPHOLOGY AND STRUCTURE OF HIGH-DENSITY POLYETHYLENE NANOCOMPOSITES WITH
MULTI-WALLED CARBON NANOTUBES UNDER IRRADIATION
T.M. Pinchuk-Rugal’, O.S. Nychyporenko, O.P. Dmytrenko, M.P. Kulish, Yu.Ye. Grabovskyy, M.A. Zabolotnyy, O.G. Rugal’,
Ye.P. Mamunya, V.V. Levchenko, V.V. Shlapatskaya, V.M. Tkach
High-density polyethylene (PE) and nanocomposites based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) with concentrations
0, 1, 2 vol.% were investigated. The morphology and structure of pure polyethylene and PE-MWCNT nanocomposites in the
range of absorbed doses of 0…4.72 MGy were obtained. It is shown that under electron irradiation of PE-MWCNT composites
with doses above 0.2 MGy absorption, there is activation of the interaction of individual macromolecules of the polymer and the
filler with the polymer molecules. With a further increase of absorption dose to 4.72 MGy dominate the destruction processes of
polymer crystallites.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-111561 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:03:44Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Пінчук-Ругаль, Т.М. Ничипоренко, О.С. Дмитренко, О.П. Куліш, М.П. Грабовський, Ю.Є. Заболотний, М.А. Ругаль, О.Г. Мамуня, Є.П. Левченко, В.В. Шлапацька, В.В. Ткач, В.М. 2017-01-10T18:16:48Z 2017-01-10T18:16:48Z 2013 Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням / Т.М. Пінчук-Ругаль, О.С. Ничипоренко, О.П. Дмитренко, М.П. Куліш, Ю.Є. Грабовський, М.А. Заболотний, О.Г. Ругаль, Є.П. Мамуня, В.В. Левченко, В.В. Шлапацька, В.М. Ткач // Вопросы атомной науки и техники. — 2013. — № 5. — С. 173-177. — Бібліогр.: 15 назв. — укр. 1562-6016 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111561 539.12.04 Досліджено поліетилен високого тиску та нанокомпозити на його основі з багатостінними вуглецевими нанотрубками з концентраціями 0, 1, 2 об.%. Одержано морфологію та структуру для чистого поліетилену та нанокомпозитів ПЕ-MWCNT в інтервалі поглинутих доз 0…4.72 МГр. Показано, що при опроміненні електронами композитів ПЕ-MWCNT з дозами поглинання вище 0.2 МГр спостерігається активація взаємодії як окремих макромолекул полімеру, так і наповнювача з молекулами полімеру. При подальшому збільшенні дози поглинання до 4.72 МГр переважають процеси руйнування утворених кристалітів полімеру. Исследован полиэтилен высокого давления (ПЭ) и нанокомпозиты на его основе с многостенными углеродными нанотрубками (MWCNT) с концентрациями 0, 1, 2 об.%. Получена морфология и структура для чистого полиэтилена и нанокомпозитов ПЭ-MWCNT в интервале поглощенных доз 0…4.72 МГр. Показано, что при облучении электронами композитов ПЭ-MWCNT с дозами поглощения выше 0.2 МГр наблюдается активация взаимодействия как отдельных макромолекул полимера, так и наполнителя с молекулами полимера. При дальнейшем увеличении дозы поглощения до 4.72 МГр преобладают процессы разрушения кристаллитов полимера. High-density polyethylene (PE) and nanocomposites based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) with concentrations 0, 1, 2 vol.% were investigated. The morphology and structure of pure polyethylene and PE-MWCNT nanocomposites in the range of absorbed doses of 0…4.72 MGy were obtained. It is shown that under electron irradiation of PE-MWCNT composites with doses above 0.2 MGy absorption, there is activation of the interaction of individual macromolecules of the polymer and the filler with the polymer molecules. With a further increase of absorption dose to 4.72 MGy dominate the destruction processes of polymer crystallites. uk Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Физика радиационных и ионно-плазменных технологий Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням Морфология и структура нанокомпозитов полиэтилена высокого давления с многостенными углеродными нанотрубками под облучением Morphology and structure of high-density polyethylene nanocomposites with multi-walled carbon nanotubes under irradiation Article published earlier |
| spellingShingle | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням Пінчук-Ругаль, Т.М. Ничипоренко, О.С. Дмитренко, О.П. Куліш, М.П. Грабовський, Ю.Є. Заболотний, М.А. Ругаль, О.Г. Мамуня, Є.П. Левченко, В.В. Шлапацька, В.В. Ткач, В.М. Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| title | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| title_alt | Морфология и структура нанокомпозитов полиэтилена высокого давления с многостенными углеродными нанотрубками под облучением Morphology and structure of high-density polyethylene nanocomposites with multi-walled carbon nanotubes under irradiation |
| title_full | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| title_fullStr | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| title_full_unstemmed | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| title_short | Морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| title_sort | морфологія та структура нанокомпозитів поліетилену високого тиску з багатостінними вуглецевими нанотрубками під опроміненням |
| topic | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| topic_facet | Физика радиационных и ионно-плазменных технологий |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/111561 |
| work_keys_str_mv | AT pínčukrugalʹtm morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT ničiporenkoos morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT dmitrenkoop morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT kulíšmp morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT grabovsʹkiiûê morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT zabolotniima morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT rugalʹog morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT mamunâêp morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT levčenkovv morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT šlapacʹkavv morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT tkačvm morfologíâtastrukturananokompozitívpolíetilenuvisokogotiskuzbagatostínnimivugleceviminanotrubkamipídopromínennâm AT pínčukrugalʹtm morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT ničiporenkoos morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT dmitrenkoop morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT kulíšmp morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT grabovsʹkiiûê morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT zabolotniima morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT rugalʹog morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT mamunâêp morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT levčenkovv morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT šlapacʹkavv morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT tkačvm morfologiâistrukturananokompozitovpoliétilenavysokogodavleniâsmnogostennymiuglerodnyminanotrubkamipodoblučeniem AT pínčukrugalʹtm morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT ničiporenkoos morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT dmitrenkoop morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT kulíšmp morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT grabovsʹkiiûê morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT zabolotniima morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT rugalʹog morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT mamunâêp morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT levčenkovv morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT šlapacʹkavv morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation AT tkačvm morphologyandstructureofhighdensitypolyethylenenanocompositeswithmultiwalledcarbonnanotubesunderirradiation |