Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині

Abstract

Методами оптичної мікроскопії, проведено дослідження електропровідності і реологічних властивостей (метод конус-плита)суспензій гліцерину, наповненого багатошаровими вуглецевими нанотрубками MWCNT. Дослідження проведено в інтервалі температур 283–333 K і при ступенях наповнення C = 0–1% мас. Показано, що MWCNT у гліцерині проявляють високу схильність до агрегації і в системі зберігаються "первинні" агрегати MWCNT навіть при інтенсивній ультразвуковій гомогенізації. При збільшенні концентрації MWCNT спостерігалися типові перколяційні процеси, які супроводжувалися підвищенням електропровідності і в'язкості. Перколяційна концентрація ідентифікована при C = Cp ≈ 0,1% мас., а скейлінгова поведінка поблизу точки перколяції характеризується показником провідності t = 2,7 ± 0,3, який дещо перевищує значення, характерне для задачі випадкової перколяції. Введення MWCNT у гліцерин приводило до прояву тіксотропної поведінкисуспензій, яка відображала процеси руйнування агрегатів MWCNT при зсувові. При високих концентраціях MWCNT, C = 1% мас., спостерігалася аномальна реологічна поведінка, яка відображала наявність руйнування сітки водневих зв'язків у гліцерині внаслідок присутності MWCNT. Проведено оцінку залежності енергій активації електропровідності і в'язкої течії від концентрації MWCNT.