Особливості структурної організації наноалмазів у матриці поліетиленгліколю

Автори Е.А. Лисенков1 , В.В. Клепко2, І.П. Лисенкова1
Приналежність

1Чорноморський національний університет імені Петра Могили, вул. 68 десантників, 10, 54003 Миколаїв, Україна

2Інститут хімії високомолекулярних сполук НАН України, Харківське шосе, 48, 02160 Київ, Україна

Е-mail ealysenkov@ukr.net
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 4
Дати Одержано 14 квітня 2020; у відредагованій формі 15 серпня 2020; опубліковано online 25 серпня 2020
Посилання Е.А. Лисенков, В.В. Клепко, І.П. Лисенкова, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 4, 04006 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(4).04006
PACS Number(s) 61.46.Hk, 81.07.Bc, 61.05.cf
Ключові слова Наноалмази, Нанокомпозити (18) , Поліетиленгліколь (3) , Рентгеноструктурний аналіз (6) , Фрактальні структури.
Анотація

Полімерні нанокомпозити, які містять наноалмази, привертають все більшу увагу через зростання областей їх застосування. Оскільки мікроструктура системи визначає її властивості, важливим завданням є встановлення особливостей структуроутворення у полімерній матриці. Методами ширококутового та малокутового розсіювання рентгенівських променів досліджено структурні особливості нанокомпозитів на основі поліетиленгліколю (ПЕГ) та ультрадисперсних наноалмазів (УДНА). Системи на основі наноалмазів детонатоційного синтезу та кристалічного ПЕГ готувалися методом ультразвукового диспергування у розплаві. Виявлено, що досліджувані УДНА є полідисперсними частинками із вузьким розподілом за розмірами. Середній радіус первинних частинок УДНА становить 20 нм. Показано, що зі збільшенням вмісту наноалмазів у системі посилюються процеси агрегації. Структура таких систем добре описується в рамках моделі з багаторівневою фрактальною агрегацією. За допомогою фрактального аналізу ідентифіковано тип фрактальних агрегатів кожного структурного рівня та визначено їх розміри. Залежно від вмісту наповнювача у системі, частинки УДНА утворюють різний тип агрегатів. При низькому вмісті наповнювача утворюються щільні масово-фрактальні агрегати та поверхневі агрегати із гладкою поверхнею. При високому вмісті утворюються щільні агрегати поверхнево-фрактального типу із шорсткою поверхнею. Встановлено, що на першому структурному рівні утворюються агрегати із середнім розміром 60-75 нм, на другому рівні частинки УДНА формують агрегати із середнім розміром 225-240 нм.

Перелік посилань