Effect of Molecular Weight on the Properties of Polyethyleneglycols Doped with Multiwalled Carbon Nanotubes

The aim of this study is to analyze the changes in the structure, thermal properties and electrophysical behavior of polyethylene glycol doped with multiwalled carbon nanotubes. The differential scanning calorimetry and electrical conductivity methods were used to study influence of doping multiwalled carbon NTs on the properties of polyethylene glycol of different molecular weights, Mw (PEG-400, PEG-1000, PEG- 10000). Dependencies of the polymers degree of crystallinity and temperature behavior of conductivity on the concentration of NTs were researched. The obtained data indicates a strong influence of the molecular weight of PEG on the spatial distribution of NTs and electrical conductivity of researched systems

Influence of external pressure on conductivity of systems based on polyethylene oxide and carbon nanotubes

Features of conductivity of systems based on polyethylene oxide and carbon nanotubes depending on the value of external pressure are studied using method of impedance spectroscopy. It is revealed that dependence of conductivity on pressure shows percolation behavior. The mechanisms of nonlinear change of conductivity with the pressure increase are described and a scheme for their explanation is offered. It is shown that the investigated systems are perspective piezoresistive materials

Scaling properties of coexistence curves for polymer solutions in terms of different order parameters

The form of the scaling function of the coexistence curves for polymer solutions was verified with experimental data on carefully fractionated polystyrene. The proper order parameter for the system polymer-solvent ensuring close agreement between the phase diagrams and the Ising model was determined.La forme de la loi d'échelle des courbes de coexistence de solutions de polymères a été vérifiée à partir de données expérimentales obtenues avec des échantillons de polystyrène soigneusement fractionné. Nous avons déterminé le paramètre d'ordre du système polymèresolvant qui donne le meilleur accord entre les diagrammes de phase et le modèle d'Ising

Особливості структурної організації наноалмазів у матриці поліетиленгліколю

Полімерні нанокомпозити, які містять наноалмази, привертають все більшу увагу через зростання областей їх застосування. Оскільки мікроструктура системи визначає її властивості, важливим завданням є встановлення особливостей структуроутворення у полімерній матриці. Методами ширококутового та малокутового розсіювання рентгенівських променів досліджено структурні особливості нанокомпозитів на основі поліетиленгліколю (ПЕГ) та ультрадисперсних наноалмазів (УДНА). Системи на основі наноалмазів детонатоційного синтезу та кристалічного ПЕГ готувалися методом ультразвукового диспергування у розплаві. Виявлено, що досліджувані УДНА є полідисперсними частинками із вузьким розподілом за розмірами. Середній радіус первинних частинок УДНА становить 20 нм. Показано, що зі збільшенням вмісту наноалмазів у системі посилюються процеси агрегації. Структура таких систем добре описується в рамках моделі з багаторівневою фрактальною агрегацією. За допомогою фрактального аналізу ідентифіковано тип фрактальних агрегатів кожного структурного рівня та визначено їх розміри. Залежно від вмісту наповнювача у системі, частинки УДНА утворюють різний тип агрегатів. При низькому вмісті наповнювача утворюються щільні масово-фрактальні агрегати та поверхневі агрегати із гладкою поверхнею. При високому вмісті утворюються щільні агрегати поверхнево-фрактального типу із шорсткою поверхнею. Встановлено, що на першому структурному рівні утворюються агрегати із середнім розміром 60-75 нм, на другому рівні частинки УДНА формують агрегати із середнім розміром 225-240 нм.Polymeric nanocomposites containing nanodiamonds are attractive multifunctional materials with a growing range of applications. Since the microstructure of the system determines its properties, it is an important task to establish the features of structure formation of nanodiamonds in the polymer matrix. The structural features of nanocomposites based on polyethylene glycol (PEG) and ultradispersed nanodiamonds (UDNDs) were investigated using the methods of wide-angle and small-angle X-ray scattering. Systems based on nanodiamonds of detonation synthesis and crystalline PEG were prepared by ultrasonic dispersion in melt. The studied UDNDs are found to be polydispersed particles with a narrow size distribution. The average radius of the UDNDs primary particles is 20 nm. It is shown that as the content of nanodiamonds in the system increases, the aggregation processes increase. The structure of such systems is well described within the model with multilevel fractal aggregation. Fractal analysis identified the type of fractal aggregates of each structural level and determined their sizes. Depending on the content of the filler in the system, particles of UDNDs form different types of aggregates. At low filler content, dense mass fractal aggregates and surface aggregates with a smooth surface are formed. At high contents, dense aggregates of surface-fractal type with a rough surface are formed. It is established that aggregates with an average size of 60-75 nm are formed at the first structural level, and aggregates with an average size of 225-240 nm are formed at the second level

Особливості мікроструктури та перколяційна поведінка поліпропіленгліколю, наповненого багатошаровими вуглецевими нанотрубками

The research of the microstructure features, percolation behavior and impedance of systems based on polypropylene glycol and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is conducted using the methods of optical microscopy and impedance spectroscopy. It is set that in the investigated systems the typical percolation transition is observed at some threshold MWCNTs concentration (0.45 %). The fractal behavior of those systems was revealed. Using the method of impedance spectroscopy the corresponding percolation threshold of 0.45 % was found. The critical index of conductivity t = 1.3 was determined in the framework of McLachlan equation. The processes of charge transfer in the systems concerned were found to be described well by the proposed equivalent circuit.Используя метод импедансной спектроскопии и оптической микроскопии, проведено исследование микроструктуры, перколяционного поведения и импеданса систем на основе полипропиленгликоля и многослойных углеродных нанотрубок (УНТ). Показано, что для исследованных систем при некоторой пороговой концентрации УНТ (0,45 %) наблюдается типичный перколяционный переход. Используя метод импедансной спектроскопии, был определен порог перколяции электропроводности, который равен 0,45 %. Используя уравнение МакЛачлана был определен критический индекс электропроводности t = 1.3. Предложена эквивалентная схема, при помощи которой можно идентифицировать процессы переноса зарядов в системе.Використовуючи метод імпедансної спектроскопії та оптичної мікроскопії проведено дослідження мікроструктури, перколяційної поведінки та імпедансу систем на основі поліпропіленгліколю та багатошарових вуглецевих нанотрубок (ВНТ). Показано, що для досліджених систем при деякій пороговій концентрації ВНТ (0,45 %) спостерігається типовий перколяційний перехід. Використовуючи метод імпедансної спектроскопії був визначений поріг перколяції електропровідності, який становить 0,45 %. Використовуючи рівняння МакЛачлана був визначений критичний індекс електропровідності t = 1.3. Запропонована еквівалентна схема, за допомогою якої можна ідентифікувати процеси перенесення зарядів у системі

Influence of various preparation methods on percolation behavior of systems based on cross-linked polyurethanes and carbon nanotubes

The features of conductivity and percolation behavior of systems based on cross-linked polyurethanes (CPU) and carbon nanotubes (CNT) depending on the preparation methods are studied by methods of impedance spectroscopy and optical microscopy. It is established, that introduction of nanosized laponite in the CPU-CNTs system leads to decrease of the percolation threshold more than three times. The introduction of laponite influences on the size of CNT aggregates, state of their dispersion and spatial distribution homogeneity. The most efficient method of the properties improvement is formation of the CPU-CNTs system under action of direct current (dc) electric field. For the systems, which are formed under the action of dc electric field the percolation threshold decreases more than five times

The influence of carbon nanotubes on the sensitivity of humidity sensors based on organic-inorganic polymer materials

The method of sol-gel synthesis of ion-conducting organic-inorganic polymeric nanocomposites modified with carbon nanotubes in amount of 0.1-1.0 wt. %. was developed. The obtained materials were used for fabrication of humidity sensors which were investigated for their sensor properties. It was established that sensor characteristics of the developed materials are significantly dependent on carbon nanotubes content that caused by percolation processes. The optimum characteristics were shown by the material based on organic-inorganic matrix filled with 0.1 % carbon nanotubes

Structure-property relationships in polymer nanocomposites based on cross-linked polyurethanes and carbon nanotubes

The results of experimental and calculation researches of structure, electric and thermophysical characteristics of polymer nanocomposites based on cross-linked polyurethanes (CPU) and carbon nanotubes (CNT) are presented. It is shown that the CPU-CNT systems have a structure with two fractal levels. It is discovered that the CPU-CNT nanocomposites show a percolation behavior, and the concentration dependence of electric- and heat-conductivity are well described in the framework of scaling approach. It is shown that a percolation threshold for these systems is 0.6 %. Formation of the percolation net from CNT, when the content of nanotubes is 0.6 %, was confirmed by the optical microscopy results