Нелинейные «аномалии» при перколяции трёхмерных иерархических графен-полимерных нанокомпозитов

Исследована нелинейная реология новых трёхмерных иерархических графен-полимерных нанокомпозитов. Нанокомпозиты на основе изотактического полипропилена получали простым смешением в расплаве — промышленно значимым и масштабируемым методом. Новые нанокомпозиты характеризовались порогом электрической перколяции (≈0,94 мас.%), сопоставимым с порогом для графенсодержащих полимерных нанокомпозитов, полученных смешением в растворе. Нелинейное течение исследовали в условиях осциллирующего сдвига с использованием реологии на основе преобразования Фурье (FT-реологии) и разложения по полиномам Чебышёва. Было показано, что наряду с увеличением выраженности нелинейностей при повышении концентрации наполнителя порогу электрической перколяции соответствует уникальный нелинейный реологический признак. Так, в тестах динамической развертки по деформации нелинейности зависели от приложенной угловой частоты, что потенциально указывает на возникновение слабосвязанной сетки, разрушаемой потоком. Это справедливо как для третьей относительной высшей гармоники, полученной методом реологии на основе преобразования Фурье, I3/1, так и для третьего относительного вязкого коэффициента Чебышёва, v3/1. Зависимость от угловой частоты включала нелинейное по степени масштабирование I3/1 с амплитудой приложенной деформации и изменение знака v3/1. Формирование нелинейных признаков отслеживали вплоть до концентраций, соответствующих области проводимости, чтобы выявить влияние более прочной перколированной сетки.