Электрические, механические и тепловые свойства композитов на основе ПЭНП и графеновых нанопластинок, полученных методом экструзии расплава

Композиты на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП), наполненные различным количеством графеновых нанопластинок (GnP), были получены в виде пленок с использованием метода предварительного нанесения покрытия и одношнековой экструзии расплава с двумя типами шнеков: компрессионным и смесительным. Данный технологический процесс обусловливает выраженную анизотропию морфологии образцов, вследствие чего нанопластинки ориентируются вдоль направления экструзии. Такая ориентация GnP в матрице ПЭНП подтверждена наблюдениями с помощью сканирующей электронной микроскопии и обеспечивает особые электрические свойства. По сравнению с чистым ПЭНП в композитах при относительно низких напряженностях электрического поля (<20 кВ/мм) и низких концентрациях наполнителя наблюдается значительное снижение сквозной электропроводности. При напряженности поля выше 20 кВ/мм проявляется эффект перекрещивания, приводящий к сильной зависимости проводимости от напряженности поля, при этом начинает преобладать нелинейное поведение. Кроме того, результаты дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) указывают на снижение степени кристалличности полимерной матрицы с увеличением содержания наполнителя, тогда как термогравиметрический (ТГ) анализ показывает небольшое повышение термической стабильности материала. Введение GnP также улучшает механические свойства, что проявляется в увеличении модуля Юнга и прочности при растяжении для обоих типов образцов.