Діелектричні властивості модифікованих -випромінюванням композитів поліетилену високої щільності / Zno

Ариф Муса оглы Магеррамов, Мусафир Мазахир оглы Кулиев, Наби Шамшад оглы Алиев, Рафига Солтан гызы Исмайилова, Мазахир Насреддин оглы Байрамов, Ибрагим Иса оглы Аббасов

Анотація


З гомогенної суміші порошків поліетилену високої щільності (ПЕВЩ) і окису цинку (ZnO) методом гарячого пресування отримані композити ПЕВП / ZnO. Показано, що зі збільшенням концентрації ZnO в матриці від 3 до 20 об.% Зменшення e² і tgδ в залежності від частоти відповідає експоненціальному закону і це пояснюється присутністю ряду дипольних елементів, які з'являються при додаванні ZnO, отриманого методом термічного пресування.

Виявлено, що в інтервалі температур 293–373К і частот 102Гц–1кГц існує два основних релаксаційних процесу. При температурі 293К на частоті 1 кГц спостерігається максимум a–процесу. При більш високих температурах 323К 323К(n=5×102Гц) і 373К(n=102Гц) проявляється a–процес. При збільшенні температури ці максимуми зміщуються до більш низьких частотах.

Встановлено, що виявлені зміни частотної залежності після g–опромінення дозою 100кГр композиту ПЕВП + 5об.% ZnO виникають при стабілізації частинок ZnO в матриці залежать від провідності, і показано, що дослідженим зразкам властивий цілий спектр часів релаксації від t = 4,3×10–5 до t = 1,9×10–4 сек.

Діелектричні процеси, які спостерігаються при високих температурах (373К), характеризуються збільшенням e¢ і e² в області низьких частот, що може бути пояснено зростанням провідності композиту ПЕВП + 5об.% ZnO.


Ключові слова


композит; діелектричні втрати; діелектрична проникність; електропровідність; частота; релаксація; –опромінення; поляризація.

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Hussain, F., Hojjati, M., Okamoto, M., Gorga, R. E. (2006). Review article: Polymer-matrix Nanocomposites, Processing, Manufacturing, and Application: An Overview. Journal of Composite Materials, 40 (17), 1511–1575. doi: 10.1177/0021998306067321

Ramanathan, T., Stankovich, S., Dikin, D. A., Liu, H., Shen, H., Nguyen, S. T., Brinson, L. C. (2007). Graphitic nanofillers in PMMA nanocomposites – An investigation of particle size and dispersion and their influence on nanocomposite properties. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics, 45 (15), 2097–2112. doi: 10.1002/polb.21187

Guo, N., DiBenedetto, S. A., Tewari, P., Lanagan, M. T., Ratner, M. A., Marks, T. J. (2010). Nanoparticle, Size, Shape, and Interfacial Effects on Leakage Current Density, Permittivity, and Breakdown Strength of Metal Oxide-Polyolefin Nanocomposites: Experiment and Theory. Chemistry of Materials, 22 (4), 1567–1578. doi: 10.1021/cm902852h

Hnykov, A. Yu., Zavyalov, S. A., Grigoriev, E. I., Lotonov, A. M., Vorontsov, P. S., Chvalun, S. N. (2013). Influence of air humidity on a dielectric response of nanocomposites poly-n-xylylene/Titanium dioxide. Tech. Phys. Lett, 39 (20), 15–22.

Yang, D. (2011). Nanocomposite Films for Gas Sensing. Advances in Nanocomposites – Synthesis, Characterization and Industrial Applications, 857–882. doi: 10.5772/13887

Gefle, O. S., Lebedev, S. M., Pokholkov, Yu. P. (2007). Frequency spectra of the complex permittivity of composite dielectrics on the basis of polyvinyl chloride. Izv. Tomsk Politekh. Univer., 310 (1), 87–91.

Magerramov, A. M. (2001). Structural and Radiation Modification of Electret, Piezoelectric Properties of Polymer Composites. Baku: ELM, 327.

Shamshad Aliyev, N. (2015). Features of Electroconductivity of γ-Irradiated Composites in Heating-Cooling Conditions. American Journal of Physics and Applications, 3 (2), 15–20. doi: 10.11648/j.ajpa.20150302.11

Aliyev, N. Sh., Magerramov, A. M., Kuliyev, M. M., Ismayilova, R. S. (2014). Electrophysical properties of composite system polyethylene of high density/a–Fe2O3. Perspective materials, 10, 22–27.

Li, Y. C., Li, R. K. Y., Tjong, S. C. (2010). Frequency and Temperature Dependences of Dielectric Dispersion and Electrical Properties of Polyvinylidene Fluoride/Expanded Graphite Composites. Journal of Nanomaterials, 2010, 1–10. doi: 10.1155/2010/261748

Tomer, V., Polizos, G., Randall, C. A., Manias, E. (2011). Polyethylene nanocomposite dielectrics: Implications of nanofiller orientation on high field properties and energy storage. Journal of Applied Physics, 109 (7), 074113. doi: 10.1063/1.3569696

Latif, I., E. AL-Abodi, E., H. Badri, D., Al Khafagi, J. (2013). Preparation, Characterization and Electrical Study of (Carboxymethylated Polyvinyl Alcohol/ZnO) Nanocomposites. American Journal of Polymer Science, 2 (6), 135–140. doi: 10.5923/j.ajps.20120206.01

Zhang, L. D., Zhang, H. F., Wang, G. Z., Mo, C. M., Zhang, Y. (1996). Dielectric behaviour of nano-TiO2 bulks. Physica Status Solidi (a), 157 (2), 483–491. doi: 10.1002/pssa.2211570232

Abbas, R. A. (2007). Studing Some Dielectric Properties and Effective Parameters of Composite Materials Containing of Novolak Resin. Journal of Engineering and Technology, 25 (8), 277–288.

Gavrilova, N. D., Lotonov, A. M., Davydova, A. A. (2013). The problem of linear dielectric dispersion in crystals and polymers. Moscow University Physics Bulletin. Physics and Astronomy, 1, 45–51.

Tyutnev, A. P., Saenko, V. S., Smirnov, I. A., Pozhidaev, E. D. (2006). Radiation–induced conductivity in polymers during long-term irradiation. High Energy Chem., 40 (5), 364–375.

Chen, G., Fouracre, R. A., Banford, H. M., Tedford, D. J. (1991). The effects of gamma-irradiation on thermally stimulated discharge current spectra in low-density polyethylene. International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part C. Radiation Physics and Chemistry, 37 (3), 523–530. doi: 10.1016/1359-0197(91)90030-6

Magerramov, A. M., Dashdamirov, M. K. (2005). Structural aspects of the radiation modification of the dielectric properties of polyolefins. High Energy Chemistry, 39 (3), 142–147. doi: 10.1007/s10733-005-0030-5

Ushakov, N. M., Uluztuyev, A. N., Kosobudsky, I. D. (2008). Thermodielectric properties of polymer composite nanomaterials based on copper-copper oxide in high-density polyethylene matrix. Technical Physics, 78 (12), 65–69.

Sazhin, B. I., Lobanov, A. M. et. al.; Sazhin, B. I. (Ed.) (1986). Electrophysical properties of polymers. Leningrad: Khimiya, 224.

Smirnov, Yu. N., Allayarov, S. R., Lesnichaya, V. A. et. al. (2009). The effect of gamma-radiation on polymer composites based on thermoplastic matrices. High Energy Chemistry, 43 (6), 505–511.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Hussain, F. Review article: Polymer-matrix Nanocomposites, Processing, Manufacturing, and Application: An Overview [Text] / F. Hussain, M. Hojjati, M. Okamoto, R. E. Gorga // Journal of Composite Materials. – 2006. – Vol. 40, Issue 17. P. 1511–1575. doi: 10.1177/0021998306067321 

Ramanathan, T. Graphitic nanofillers in PMMA nanocomposites – An investigation of particle size and dispersion and their influence on nanocomposite properties [Text] / T. Ramanathan, S. Stankovich, D. A. Dikin, H. Liu, H. Shen, S. T. Nguyen, L. C. Brinson // Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. – 2007. – Vol. 45, Issue 15. – P. 2097–2112. doi: 10.1002/polb.21187 

Guo, N. Nanoparticle, Size, Shape, and Interfacial Effects on Leakage Current Density, Permittivity, and Breakdown Strength of Metal Oxide-Polyolefin Nanocomposites: Experiment and Theory [Text] / N. Guo, S. A. DiBenedetto, P. Tewari, M. T. Lanagan, M. A. Ratner, T. J. Marks // Chemistry of Materials. – 2010. Vol. 22, Issue 4. – P. 1567–1578. doi: 10.1021/cm902852h 

Хныков, А. Ю. Влияние влажности воздуха над и электрический отклик нанокомпозитов поли-n-ксилилен/оксидтитана [Текст] / А. Ю. Хныков, С. А. Завьялов, Е. И. Григорьев, А. М. Лотонов, П. С. Воронцов, С. Н. Чвалун // Письма в ЖТФ. – 2013. – Т. 39, Вып. 20. – С. 15–22.

Yang, D. Nanocomposite Films for Gas Sensing [Text] / D. Yang // Advances in Nanocomposites – Synthesis, Characterization and Industrial Applications. – 2011. – P. 857–882. doi: 10.5772/13887 

Гефле, О. С. Частотные спектры комплексной диэлектрической проницаемости композиционных диэлектриков на основе поливинилхлорида [Текст] / О. С. Гефле, С. М. Лебедев, Ю. П. Похолков // Изв. Томского политех. универ. – 2007. – Т. 310, № 1. – С. 87–91.

Магеррамов, А. М. Структурное и радиационное модифицирование электретных, пьезоэлектрических свойств полимерных композитов [Текст] / А. М. Магеррамов. – Баку: ЭЛМ, 2001. – 327 с.

Shamshad Aliyev, N. Features of Electroconductivity of γ-Irradiated Composites in Heating-Cooling Conditions [Text] / N. Shamshad Aliyev // American Journal of Physics and Applications. – 2015. – Vol. 3, Issue 2. – P. 15–20. doi: 10.11648/j.ajpa.20150302.11 

Алиев, Н. Ш. Электрофизические свойства композитной системы полиэтилен высокой плотности/a–Fe2O3 [Текст] / Н. Ш. Алиев, А. М. Магеррамов, М. М. Кулиев, P. С. Исмайилова // Перспективные материалы. – 2014. – № 10. – С. 22–27.

Li, Y. C. Frequency and Temperature Dependences of Dielectric Dispersion and Electrical Properties of Polyvinylidene Fluoride/Expanded Graphite Composites [Text] / Y. C. Li, R. K. Yiu Li, S. C. Tjong // Journal of Nanomaterials. – 2010. – Vol. 2010. – P. 1–10. doi: 10.1155/2010/261748 

Tomer, V. Polyethylene nanocomposite dielectrics: Implications of nanofiller orientation on high field properties and energy storage [Text] / V. Tomer, G. Polizos, C. A. Randall, E. Manias // Journal of Applied Physics. – 2011. – Vol. 109, Issue 7. – P. 074113. doi: 10.1063/1.3569696 

Latif, I. Preparation, Characterization and Electrical Study of (Carboxymethylated Polyvinyl Alcohol/ZnO) Nanocomposites [Text] / I. Latif, E. E. AL-Abodi, D. H. Badri, J. Al Khafagi // American Journal of Polymer Science. – 2013. – Vol. 2, Issue 6. – P. 135–140. doi: 10.5923/j.ajps.20120206.01 

Zhang, L. D. Dielectric behaviour of nano-TiO2 bulks [Text] / L. D. Zhang, H. F. Zhang, G. Z. Wang, C. M. Mo, Y. Zhang // Physica Status Solidi (a). – 1996. – Vol. 157, Issue 2. – P. 483–491. doi: 10.1002/pssa.2211570232 

Abbas, R. A. Studing Some Dielectric Properties and Effective Parameters of Composite Materials Containing of Novolak Resin [Text] / R. A. Abbas // Journal of Engineering and Technology. – 2007. – Vol. 25, Issue 8. – P. 277–288.

Гаврилова, Н. Д. Проблема линейной диэлектрической дисперсии в кристаллах и полимерах [Текст] / Н. Д. Гаврилова, А. М. Лотонов, А. А. Давыдова // ВМУ. Физика. Астрономия. – 2013. – № 1. – С. 45–51.

Тютнев, А. П. Радиационная электропроводность полимеров при длительном облучении [Текст] / А. П. Тютнев, В. С. Саенко, И. А. Смирнов, Е. Д. Пожидаев // Химия высоких энергий. – 2006. – Т. 40, № 5. – С. 364–375.

Chen, G. The effects of gamma-irradiation on thermally stimulated discharge current spectra in low-density polyethylene [Text] / G. Chen, R. A. Fouracre, H. M. Banford, D. J. Tedford // International Journal of Radiation Applications and Instrumentation. Part C. Radiation Physics and Chemistry. – 1991. – Vol. 37, Issue 3. – P. 523–530. doi: 10.1016/1359-0197(91)90030-6 

Magerramov, A. M. Structural aspects of the radiation modification of the dielectric properties of polyolefins [Text] / A. M. Magerramov, M. K. Dashdamirov // High Energy Chemistry. – 2005. – Vol. 39, Issue 3. – P. 142–147. doi: 10.1007/s10733-005-0030-5 

Ушаков, Н. М. Tермодиэлектрические свойства полимерных композитных наноматериалов на основе медь-оксид меди в матрице полиэтилена высокого давления [Текст] / Н. М. Ушаков, А. Н. Ульзутуев, И. Д. Кособудский // Журнал технической физики. – 2008. – Т. 78, № 12. – С. 65–69.

Сажин, Б. И. Электрофизические свойства полимеров [Текст] / Б. И. Сажин, А. М. Лобанов и др.; под ред. Б. И. Сажина. – Л.: Химия, 1986. – 224 с.

Смирнов, Ю. Н. Влияние g–радиации на полимерные композиты на основе термопластичных матриц [Текст] / Ю. Н. Смирнов, С. Р. Аллаяров, В. А. Лесничая и др. // Химия высоких энергий. – 2009. – Т. 43, № 6. – С. 505–511.







Copyright (c) 2018 Ариф Муса оглы Магеррамов, Мусафир Мазахир оглы Кулиев, Наби Шамшад оглы Алиев, Рафига Солтан гызы Исмайилова, Мазахир Насреддин оглы Байрамов, Ибрагим Иса оглы Аббасов

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2411-2828 (Online), ISSN 2411-2798 (Print)