Функціоналізація полімерних композитів поліаміду з вуглецевими нанотрубками

Метою роботи є вивчення структури, електропровідності та оптичних властивостей нанокомпозитів поліетиленгліколю, полівінілхлориду, поліаміду- 6 і їх композитів з метиленовим синім та багатостінними веглецевими нанотрубками для встановлення механізмів модифікації вказаних властивостей.
Об’єктом досліджень є механізми впливу наповнювачів багатостінних вуглецевих нанотрубок і метиленового синього на структуру та фізико-механічні характеристики полімерів поліетиленгліколю, полівінілхлориду, поліаміду-6 та їх нанокомпозитів.
Предметом досліджень є моделювання, структура, механічні властивості, електропровідність, внутрішньо-, міжмолекулярна будова, електронна структура систем поліамід-6-метиленовий синій, поліамід-6-багатостінні веглецеві нанотрубки, полімерів поліетиленгліколю, полівінілхлориду з вуглецевими нанотрубками. В дисертації вперше 1) показано що допування поліаміду- 6 спряженою молекулярною системою метиленового синього призводить до помітного зростання електропровідності, що зумовлено стрибковим механізмом поляронів/ біполяронів; 2) встановлено що в поліаміді -6 допування метиленовим синім супроводжується зростанням ступеня кристалічності в інтервалі концентрацій, які досліджувалися, що пов'язано з формуванням центрів зародкоутворення за участю барвника; 3) показано, що із зміною концентрації допанта металевого синього відбувається перебудова спектрів флоресценції, що зумовлено дефектоутворенням внаслідок міжмолекулярної взаємодії молекул барвника з амідними групами поліаміду-6; 4) показано, що через високі теплові властивості поліаміду-6 досягнути сегрегованої структури в системі ПА6- вуглецеві нанотрубки складно, що впливає на підвищення порогу перкаляції до φс=0,0141 об.част. 5) встановлено, що зі зміною концентрації вуглецевих нанотрубок ступінь кристалічності зростає, динамічні механічні модулі (ν~1 МГц) поводять себе немонотонно, що підтверджує складний характер взаємодії макромолекул з нанотрубками в склоподібному стані, а також підтверджується поведінкою спектрів КРС.

The aim of the work is to study the structure, electrical conductivity and optical properties of nanocomposites of polyethylene glycol, polyvinyl chloride, polyamide-6 and their composites with methylene blue and multi-walled carbon nanotubes to establish the mechanisms of modification of these properties.
The object of research is the mechanisms of influence of fillers of multi-walled carbon nanotubes and methylene blue on the structure and physical and mechanical characteristics of polyethylene glycol, polyvinyl chloride, polyamide-6 polymers and their nanocomposites.
The subject of research is modeling, structure, electrical conductivity, intra- and intermolecular structure, mechanical properties, electronic structure of polymers polyethylene glycol, polyvinyl chloride with carbon nanotubes and systems polyamide-6-methylene blue, polyamide-6-multi-walled carbon nanotubes.
In the dissertation, for the first time 1) it is shown that the doping of polyamide-6 with the conjugated molecular system of methylene blue leads to a noticeable increase in electrical conductivity, which is due to the jumping mechanism of polarons/bipolarons; 2) it was established that in polyamide-6 doping with methylene blue is accompanied by an increase in the degree of crystallinity in the concentration range that was studied, which is associated with the formation of nucleation centers with the participation of the dye; 3) it is shown that with a change in the concentration of the metallic blue dopant, there is a restructuring of the fluorescence spectra, which is caused by the formation of defects due to the intermolecular interaction of the dye molecules with the amide groups of polyamide-6; 4) it is shown that due to the high thermal properties of polyamide-6, it is difficult to achieve a segregated structure in the polyamide-6-carbon nanotube system, which affects the increase of the percalation threshold to φc=0.0141 vol.part. 5) it was established that with a change in the concentration of carbon nanotubes, the degree of crystallinity increases, dynamic mechanical moduli (ν~1 MHz) behave non-monotonically, which confirms the complex nature of the interaction of macromolecules with nanotubes in the glassy state, and is also confirmed by the behavior of Raman spectra.

Попружко В. М. Функціоналізація полімерних композитів поліаміду з вуглецевими нанотрубками : дис. ... д-ра філос. : 104 – фізика та астрономія / Попружко Владислав Миколайович. - Київ, 2024. - 153 с.