СТРУКТУРНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СТЕПЕНИ АГРЕГАЦИИ НАНОНАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ НАНОКОМПОЗИТОВ ПОЛИМЕР/ГРАФЕН

Выполнен аналитический структурный анализ степени агрегации нанонаполнителя в нанокомпозитах полимер/графен. Он показал, что этот показатель при фиксированном содержании нанонаполнителя определяется только структурой агрегатов (тактоидов) графена в полимерной матрице, характеризуемой ее фрактальной размерностью. Зависимость степени агрегации от размерности тактоидов нанонаполнителя сильнее, чем от его содержания. Это обстоятельство позволяет предложить новый вариант перколяционного соотношения для определения степени усиления полимерных нанокомпозитов, которое подтвердило постулат о зависимости свойств этих наноматериалов от структуры агрегатов нанонаполнителя. Сама структура нанонаполнителя контролируется условиями формирования нанокомпозитов, что позволяет прогнозировать их свойства.

1. Thostenson E.T., Li C., Chou T.-W. Carbon nanotube/carbon fiber hybrid multiscale // Composites Sci. Techn. 2005. V. 65, N 3. P. 491–516.

2. Šupova M., Martynkova G.S., Barabaszova K. Effect of Nanofillers Dispersion in Polymer Matrices:

3. A Review // Sci. Adv. Mater. 2011. V. 3, N 1. P. 1–25.

4. Kim H., Kobayashi S., AbdurRahim M.A., Zhang M.J., Khusainova A., Hillmyer M.A., Abdala A.A., Macosko C.W. Graphene/polyethylene nanocomposites: effect of polyethylene functionalization and blending methods // Polymer. 2011. V. 52, N 5. P. 1837–1846.

5. Kim H., Abdala A.A., Macosko C.W. Graphene/polymer nanocomposites // Macromolecules. 2010.

6. V. 43, N 16. P. 6515–6530.

7. Микитаев А.К., Козлов Г.В., Заиков Г.Е. Полимерные нанокомпозиты: многообразие струк- турных форм и приложений. М.: Наука, 2009. 278 с.

8. Козлов Г.В., Долбин И.В. Особенности процесса агрегации наполнителя в нанокомпозитах поли- мер – углеродные нанотрубки // Прикладная механика и техническая физика. 2020. Т. 61, № 2. С. 125–129.

9. Козлов Г.В., Яновский Ю.Г., Карнет Ю.Н. Структура и свойства дисперсно-наполненных по- лимерных композитов: фрактальный анализ. М.: Альянстрансатом, 2008. 363 с.

10. Микитаев А.К., Козлов Г.В. Описание степени усиления нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки в рамках перколяционных моделей // ФТТ. 2015. Т. 57, № 5. С. 961–964.

11. Schaefer D.W., Justice R.S. How nano are nanocomposites? // Macromolecules. 2007. V. 40, N 24.

12. P. 8501–8517.

13. Hentschel H.G.E., Deutch J.M. Flory-type approximation for the fractal dimension of cluster-cluster aggregates // Phys. Rev. A. 1984. V. 29, N 3. P. 1609–1611.

14. Brown D.W., Ball R.C. Computer simulation of chemically limited aggregation // J. Phys. A: Math. Gen. 1985. V. 18, N 9. P. L517-L521.

15. Schaefer D.W., Zhao J., Dowty H., Alexander M., Orler E.B. Carbon Nanofibre reinforcement of soft materials // Soft Matter. 2008. V. 4, N 10. P. 2071–2079.

16. Xu Y., Hong W., Bai H., Li C., Shi G. Strong and ductile poly(vinyl alcohol)/graphene oxide compo- site films with a layered structure // Carbon. 2009. V. 47, N 15. P. 3538–3543.