Радіаційна модифікація нанокомпозитів поліетилену з багатостінними вуглецевими нанотрубками

Abstract

Вивчено термомеханічні властивості поліетилену низької густини та його нанокомпозитів з 1,0 і 2,0 об.% багатостінних вуглецевих нанотрубок при високоенергетичному (Ее = 1,8 МеВ) електронному опроміненні дозами від 0,01 до 5 МГр. При дозах опромінення до 0,03 МГр відносна деформація зразків при температурі вище плавлення суттєвим чином відрізняється від вищих доз, тобто в залежності відносної деформації від дози опромінення існує порогове значення, яке в нашому випадку знаходиться в діапазоні 0,03…0,05 МГр. Якісна зміна вигляду термомеханічних кривих вказує на те, що утворюється суцільна сітка зшивок. При дослідженні термомеханічної поведінки зразків спостерігалась суттєва роль багатостінних вуглецевих нанотрубок в якості наповнювача. Поруч із електронним опроміненням вони приводять до підвищення стійкості зразків до деформації, а також суттєвим чином модифікують структуру композитів, що відображається на залежностях температури плавлення та ступеня кристалічності від дози опромінення.

Изучены термомеханические свойства полиэтилена низкого давления и его нанокомпозитов с 1,0 и 2,0 об.% многостенных углеродных нанотрубок при высокоэнергетическом (Еэ = 1,8 МэВ) электронном облучении дозами от 0,01 до 5 МГр. При дозах облучения до 0,03 МГр относительная деформация образцов при температуре выше плавления существенным образом отличается от высших доз, т. е. в зависимости относительной деформации от дозы облучения существует пороговое значение, которое в нашем случае находится в диапазоне 0,03…0,05 МГр. Качественное изменение вида термомеханических кривых указывает на то, что образуется сплошная сетка сшивок. При исследовании термомеханического поведения образцов наблюдалась существенная роль многостенных углеродных нанотрубок в качестве наполнителя. Рядом с электронным облучением они приводят к повышению стойкости образцов к деформации, а также существенным образом модифицируют структуру композитов, что отображается на зависимостях температуры плавления и степени кристалличности от дозы облучения.

It was studied thermomechanical properties of low density polyethylene and its nanocomposites with 1.0 and 2.0 vol.% of multiwalled carbon nanotubes treated by high energy electronic irradiation (Ee = 1.8 MeV) with doses from 0.01 to 5.0 MGy. For doses above 0.03 MGy the relative change of the length essentially differ from lower doses in the range above melting temperature of polyethylene. Therefore, within the range of 0.03…0.05 MGy of absorption dose it exists a threshold value, above which the qualitative change of thermomechanical curves behavior points out the creation of continuous network of crosslinks. The role of fillers, which were multiwalled carbon nanotubes, was studied. Nanotubes enhance the effect of electronic irradiation, leading to an increase of dimensional stability of samples. Also, they affect dependences of crystallinity degree and melting temperature on absorption dose for nanocomposites.