Синтез новых наноструктурированных полимерных материалов с углеродными нанотрубками и другими углеродосодержащими материалами для систем электроники и защиты от электромагнитных излучений : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ; научный руководитель Ф.Ф. Комаров

Abstract

Объект исследования – композиционные полимерные материалы, содержащие углеродные нанотрубки. Цель работы – разработка новых наноструктурированных полимерных материалов для систем электроники и защиты от электромагнитных излучений электронных устройств, оборудования и техники двойного назначения. Методы исследований – растровая электронная микроскопия, измерение электрофизических свойств и ослабления электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона. В результате работы были разработаны режимы формирования композиционных материалов на основе полимерных матриц с различным содержанием углеродных наноматериалов, в том числе и углеродных нанотрубок. Изготовлена партия экспериментальных образцов композитных материалов с УНТ. Проведены исследования и разработан модифицированный метод диспергирования УНТ в полимерной матрице с использованием шунгита в качестве диспергирующего агента. Проведены исследования физико-механических, электрофизических свойств образцов композиционных материалов, содержащих наноразмерные углеродные добавки. Проведена оценка эффективности экранировки электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона композитными материалами на основе полимеров с различной концентрацией углеродной добавки. Определено, что при увеличении концентрации материала-добавки практически линейно изменяется количество прошедшего и отраженного излучения электромагнитной волны. Для образцов с концентрацией шунгита 5 и 10 вес.% характер частотной зависимости коэффициентов отражения и прохождения таков, что с увеличением частоты количество отраженного излучения убывает практически линейно, а количество прошедшего излучения соответственно возрастает. Для образцов с концентрациями 25 вес.% шунгита и 0,99 вес.% таунита+5 вес.% шунгита зависимости носят обратный характер. На отрезке частот ~ 29 – 30.5 ГГц наблюдается минимальная зависимость измеряемых параметров исследуемого материала от концентрации и типа добавки, что свидетельствует об возможности применения созданных материалов в данном диапазоне. Для образцов с 1 вес.% шунгита и 0,4 вес.% таунита изменения частотной зависимости коэффициентов, по сравнению с другими образцами, довольно малы. Это свойство позволяет рассматривать материалы с такими концентрациями как экраны от электромагнитных излучений в довольно широкой полосе частот. По итогам выполнения НИР можно сказать, что созданные материалы по своим электродинамическим, физико-механическим и эксплуатационным параметрам, могут быть отнесены к новому поколению радиопоглощающих покрытий на основе полиуретановых матриц с добавками углеродных наноматериалов.