Вверх

7-15Г Разработка технологии производства новых полимерных композиционных материалов с заранее заданными и перестраиваемыми электромагнитными свойствами с использованием графеновых наноструктур и многослойных углеродных нанотрубок

Основные результаты проекта
Определены оптимальные параметры ввода компонентов для получения отвержденного эпоксидного материала, наполненного наноразмерными частицами. Исходя из результатов по порогам перколяции с одной стороны и экономической целесообразности при создании производства композитов на основе наноуглеродных включений с другой стороны, выбраны два типа функциональных наполнителей – ГНП и МУНТ. Отвердитель IDA2 более оптимально отверждает эпоксидную смолу Epidian 6, оптимальное соотношение 50:50 %. В качестве растворителя предпочтение следует отдать кетонам (ацетон). Установлено, что деструкция композитного материала, соответствующая 5% потере массы, для всех изготовленных композитов лежит выше 300 °С: 343-370 для композитов с ГНП и 300-374 для композитов с МУНТ. Таким образом, материал на основе эпоксидной смолы и наноразмерных частиц углерода (МУНТ и ГНП) не уступает по тепловым характеристикам (температура потери 5% массы не ниже 300°С) отвержденной эпоксидной смоле, что соответствует требованиям к экспериментальным образцам, сформулиованным в ТЗ. Экспериментально найдены значения оптимальной концентрации в зависимости от рассматриваемой области применения композитных материалов на основе эпоксидной смолы и наноуглерода. Продемонстрирована возможность увеличения поглощения с 8% (плоско-параллельная пластинка) до 94% (гофрированный рельеф) на примере образцов гофрированной формы эпоксидная смола / МУНТ (0.5 масс.%).
Для антистатических покрытий и в случае ожидаемых нагрузок на удар оптимальной является композиция эпоксидная смола – МУНТ 0.03 вес.%.
Для антистатических покрытий и в случае ожидаемых нагрузок на изгиб оптимальной является композиция эпоксидная смола – ГНП 1 вес.%.
Для электромагнитных покрытий, для которых характерны высокие показатели по интегральной электромагнитной экранировке (за счет как отражения, так и поглощения), и в случае ожидаемых нагрузок на удар оптимальной является композиция эпоксидная смола – МУНТ 2 вес.%.
Для электромагнитных покрытий, для которых характерны высокие показатели по отражению ЭМ сигнала в СВЧ диапазоне оптимальной является композиция эпоксидная смола – МУНТ 2 вес.%, либо многослойная структура типа сэндвич эпоксидная смола – ГНП при всех исследованнх концентрациях (0.03 – 2 вес.%), с предпочтением более высокой концентрации, обеспечивающей высокие значения проводимости на переменном токе (0.9 См/м). Результаты по экспериментальному определению оптимальных концентраций соответствующих оптимуму тепловых, механических, диэлектрических и электромагнитных свойств являются принципиально новыми.

Рязанский государственный радиотехнический университет - 7-15Г Разработка технологии производства новых полимерных композиционных материалов с заранее заданными и перестраиваемыми электромагнитными свойствами с использованием графеновых наноструктур и многослойных углеродных нанотрубок