Формирование эффективно поглощающего СВЧ излучение материала на основе полимерной матрицы с добавлением углеродных нанотрубок

Abstract

Изготовлены образцы композитов на основе двухкомпонентного эпоксидного полимера SpeciFix-20 при диспергировании в нем различных многостенных углеродных нанотрубок (марок «Таунит» и «Таунит-М») с использованием методики совместного гидромеханического и ультразвукового перемешивания. Установлено, что при 8 вес.% материала «Таунит-М» и 16 вес.% материала «Таунит», происходит резкое увеличение проводимости композитов (на 5 и 8 порядков соответственно) в сравнении с исходным полимером. В композитах с максимальными концентрациями нанотрубок (8 вес.% материала «Таунит-М» и 16 вес.% материала «Таунит») проявляется эффект сильного поглощения (60 % для «Таунит-М» и 53 % для «Таунит») электромагнитного излучения в Ка– диапазоне (26-38 ГГц). Результаты работы обсуждены в предположении формирования в структуре композита с максимальными концентрациями добавок объемной трехмерной проводящей сетки за счет переплетений сгустков нанотрубок, что в результате и приводит к появлению проводящих и поглощающих свойств материала = A method of dispersing of multi-walled carbon nanotubes in a SpeciFix-20 two-component polymer (epoxy resin + hardener) using joint hydromechanical and ultrasonic agitation was developed. New composite materials with carbon nanotubes were produced. It was found that the sharp increase in the conductivity of composites in comparison with initial polymer occurs at 8 wt.% of Taunit-M and 16 wt.% of Taunit. It was shown that strong absorption properties of the composite materials are manifested only with substantial weight additives of the multi-walled carbon nanotubes due to the electrical conductivity of the composites. The “size effect” of the additive type on the optical characteristics of the obtained composite materials was elucidated. It was shown that at high MWCNT concentrations in the epoxy-based composite, even considering that the nanotubes lie inside the matrix as clots, the formation of bulk conducting channels, the interaction between which through the nano-sized regions of the dielectric matrix leads to significant conductivity of the entire composite, takes place. This can explain the strong EMR absorption effect in the frequency range of 26-38 GHz for the composites with the maximum concentrations of the MWCNTs (8 wt.% for “Taunit-M” and 16 wt.% for “Taunit”)