plasticnewsПластические массыPlasticheskie massy0554-2901PLASTMASSY Publishing House (Moscow)10.35164/0554-2901-2026-02-45-48plasticnews-1238Research ArticleСЫРЬЁ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫRAW AND AUXILIARY MATERIALSВлияние типа углеродных нанотрубок на структурные характеристики полимерных композицийThe influence of the type of carbon nanotubes on the structural characteristics of polymer compositesВоронинаС. Ю.VoroninaS. Yu.

Красноярск

Krasnoyarsk

simkina_svetlana@mail.ruСеменухаО. В.SemenukhaO. V.

Железногорск, Красноярский край

Zheleznogorsk, Krasnoyarsk Region

ВорончихинВ. Д.VoronchikhinV. D.

Красноярск

Krasnoyarsk

СибГУ им. М.Ф. РешетневаРоссияReshetnev Siberian State University of Science and TechnologyRussian FederationАО «РЕШЕТНЁВ»РоссияRESHETNEV JSCRussian Federation202615052026124548Copyright © Воронина С.Ю., Семенуха О.В., Ворончихин В.Д., 20262026Воронина С.Ю., Семенуха О.В., Ворончихин В.Д.Voronina S.Y., Semenukha O.V., Voronchikhin V.D.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.plastics-news.ru/jour/article/view/1238

Определено влияние однослойных и многослойных углеродных нанотрубок на структурные характеристики полимерных композиций на основе полидиметилсилоксана (ПДМС). Проведено исследование по установлению взаимосвязи их морфологии и структуры с динамической вязкостью образующихся композиций. Установлено, что многослойные углеродные нанотрубки можно вводить в бóльшем количестве, чем однослойные, без критического увеличения вязкости, что расширяет диапазон технологических решений режимов изготовления и формования композиций. Однослойные нанотрубки обладают бóльшей удельной поверхностью и бóльшей длиной по сравнению с многослойными, что способствует формированию более развитой трёхмерной сетки физических связей между нанотрубками и макромолекулами полидиметилсилоксана.

The influence of single-walled and multi-walled carbon nanotubes on the structural characteristics of polymer composites based on polydimethylsiloxane (PDMS) has been determined. The study was conducted to establish the relationship between their morphology and structure and the dynamic viscosity of the resulting compositions. It was found that multi-walled carbon nanotubes can be introduced in greater quantities than single-walled ones without a significant increase in viscosity, expanding the range of technological solutions for manufacturing modes and molding methods for the composites. Single-walled nanotubes have a larger specific surface area and are longer than multi-walled nanotubes, which facilitates the formation of a more developed three-dimensional network of physical bonds between the nanotubes and polydimethylsiloxane macromolecules.

однослойные углеродные нанотрубкимногослойные углеродные нанотрубкиреологические свойстваполимерполидиметилсилоксанsingle-walled carbon nanotubesmulti-walled carbon nanotubesrheological propertiespolymerpolydimethylsiloxaneReferencesСорокин А.Е., Сагомонова В.А., Петрова А.П., Соловьянчик Л.В. Технологии получения полимерных композиционных материалов на основе термопластичной матрицы (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. №3(97). С. 78–86. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-3-78-86.Сорокин А.Е., Сагомонова В.А., Петрова А.П., Соловьянчик Л.В. Технологии получения полимерных композиционных материалов на основе термопластичной матрицы (обзор) // Труды ВИАМ. 2021. №3(97). С. 78–86. DOI: 10.18577/2307-6046-2021-0-3-78-86.Yin F., et al. Stretchable, highly durable ternary nanocomposite strain sensor for structural health monitoring of flexible aircraft // Sensors. 2017. Vol. 17. P. 2677. DOI: 10.3390/s17112677.Yin F., et al. Stretchable, highly durable ternary nanocomposite strain sensor for structural health monitoring of flexible aircraft // Sensors. 2017. Vol. 17. P. 2677. DOI: 10.3390/s17112677.Ryu C., et al. Measurement of pulsating flow using a self-attachable flexible strain sensor based on adhesive PDMS and CNT // Chemosensors. 2022. Vol. 10, N5. P. 187. DOI: 10.3390/chemosensors10050187.Ryu C., et al. Measurement of pulsating flow using a self-attachable flexible strain sensor based on adhesive PDMS and CNT // Chemosensors. 2022. Vol. 10, N5. P. 187. DOI: 10.3390/chemosensors10050187.Voronina S., et al. The influence of the carbon nanofiller in the PDMS-based composites on the strain resistive effect // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2025. P. 1–12. DOI: 10.1080/1536383X.2025.2454397.Voronina S., et al. The influence of the carbon nanofiller in the PDMS-based composites on the strain resistive effect // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2025. P. 1–12. DOI: 10.1080/1536383X.2025.2454397.Miranda I., et al. Properties and applications of PDMS for biomedical engineering: A review // Journal of functional biomaterials. 2021. Т. 13, N1. P. 2. DOI: 10.3390/jfb13010002.Miranda I., et al. Properties and applications of PDMS for biomedical engineering: A review // Journal of functional biomaterials. 2021. Т. 13, N1. P. 2. DOI: 10.3390/jfb13010002.Prusty R.K., et al. CNT/polymer interface in polymeric composites and its sensitivity study at different environments // Advances in Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 240. P. 77–106. DOI: 10.1016/j.cis.2016.12.008.Prusty R.K., et al. CNT/polymer interface in polymeric composites and its sensitivity study at different environments // Advances in Colloid and Interface Science. 2017. Vol. 240. P. 77–106. DOI: 10.1016/j.cis.2016.12.008.Анпилогова В.С., Ней З.Л., Кравченко Т.П., Осипчик В.С., Николаева Н.Ю., Крылов А.В. Реологические и физико-механические характеристики нанокомпозитов полиэтилена низкого давления // Пластические массы. 2017. №3–4. С. 19–21. DOI: 10.35164/0554-2901-2017-3-4-19-21.Анпилогова В.С., Ней З.Л., Кравченко Т.П., Осипчик В.С., Николаева Н.Ю., Крылов А.В. Реологические и физико-механические характеристики нанокомпозитов полиэтилена низкого давления // Пластические массы. 2017. №3–4. С. 19–21. DOI: 10.35164/0554-2901-2017-3-4-19-21.Moskalyuk O.A., Tsobkallo E.S., Yudin V.E., et al. Mechanical and conducting properties of polypropylene fibers filled with carbon nanotubes with functionalized surface // Russian Journal of Applied Chemistry. 2012. Vol. 85, N6. P. 957–962. DOI: 10.1134/S1070427212050213.Moskalyuk O.A., Tsobkallo E.S., Yudin V.E., et al. Mechanical and conducting properties of polypropylene fibers filled with carbon nanotubes with functionalized surface // Russian Journal of Applied Chemistry. 2012. Vol. 85, N6. P. 957–962. DOI: 10.1134/S1070427212050213.Аллахвердиева Х.В., Кахраманов Н.Т., Дадашева Э.В. Электропроводящие нанокомпозиты на основе полиэтилена высокой плотности и различных типов углеродсодержащих наполнителей // Пластические массы. 2023. №5–6. С. 53–56. DOI: 10.35164/0554-2901-2023-5-6-53-56.Аллахвердиева Х.В., Кахраманов Н.Т., Дадашева Э.В. Электропроводящие нанокомпозиты на основе полиэтилена высокой плотности и различных типов углеродсодержащих наполнителей // Пластические массы. 2023. №5–6. С. 53–56. DOI: 10.35164/0554-2901-2023-5-6-53-56.Sulym I., Terpilowski K., Goncharuk O., et al. Electrical characteristics and surface topography of elastomeric nanocomposites based on multiwalled carbon nanotubes and poly(dimethylsiloxane) // 2024 IEEE 5th International Conference on Dielectrics (ICD). 12 August 2024. Toulouse, France. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICD59037.2024.10613199.Sulym I., Terpilowski K., Goncharuk O., et al. Electrical characteristics and surface topography of elastomeric nanocomposites based on multiwalled carbon nanotubes and poly(dimethylsiloxane) // 2024 IEEE 5th International Conference on Dielectrics (ICD). 12 August 2024. Toulouse, France. P. 1–4. DOI: 10.1109/ICD59037.2024.10613199.Нагорная Я.А., Трофимов Д.А, Шалгунов С.И. [и др.]. Реологические свойства эпоксидных олигомеров с активными разбавителями – Лапроксидами и Лапролатом // Клеи. Герметики. Технологии. 2020. №7. С. 21–27. DOI 10.31044/1813-7008-2020-0-7-21-27. EDN VWXLHH.Нагорная Я.А., Трофимов Д.А, Шалгунов С.И. [и др.]. Реологические свойства эпоксидных олигомеров с активными разбавителями – Лапроксидами и Лапролатом // Клеи. Герметики. Технологии. 2020. №7. С. 21–27. DOI 10.31044/1813-7008-2020-0-7-21-27. EDN VWXLHH.Селькин В.П., Григорьев Ф.А., Карсакова М.В., Копылов С.В. Влияние введения одностенных углеродных нанотрубок на электрические и механические характеристики сополимера тетрафторэтилена с этиленом // Пластические массы. 2023. №7–8. С. 44–46. DOI: 10.35164/0554-2901-2023-7-8-44-46.Селькин В.П., Григорьев Ф.А., Карсакова М.В., Копылов С.В. Влияние введения одностенных углеродных нанотрубок на электрические и механические характеристики сополимера тетрафторэтилена с этиленом // Пластические массы. 2023. №7–8. С. 44–46. DOI: 10.35164/0554-2901-2023-7-8-44-46.Семенуха О.В., Воронина С.Ю., Воронин И.А. Влияние технологических параметров на свойства электропроводящих материалов // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2024. Т. 70, №6. С. 45–50. DOI: 10.46418/0021-3489_2024_70_06_08.Семенуха О.В., Воронина С.Ю., Воронин И.А. Влияние технологических параметров на свойства электропроводящих материалов // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. 2024. Т. 70, №6. С. 45–50. DOI: 10.46418/0021-3489_2024_70_06_08.Булычев Н.А. Получение наноразмерных материалов в плазменных разрядах и ультразвуковой кавитации // Теплофизика высоких температур. 2021. Т. 59, №4. С. 600–633. DOI: 10.31857/S0040364421040074.Булычев Н.А. Получение наноразмерных материалов в плазменных разрядах и ультразвуковой кавитации // Теплофизика высоких температур. 2021. Т. 59, №4. С. 600–633. DOI: 10.31857/S0040364421040074.Новикова С.А., Парфенов В.А., Зайцева Ю.Н. Золь-гель синтез и адсорбционные свойства мезопористого силиката с меркаптогруппами // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2018. №4. С. 518–530. DOI: 10.17516/1998-2836-0096.Новикова С.А., Парфенов В.А., Зайцева Ю.Н. Золь-гель синтез и адсорбционные свойства мезопористого силиката с меркаптогруппами // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Химия. 2018. №4. С. 518–530. DOI: 10.17516/1998-2836-0096.Дьячкова Т.П., Хан Ю.А., Орлова Н.В., Кондрашов С.В. Окисление многослойных углеродных нанотрубок в парах перекиси водорода: закономерности и эффекты // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2016. №2. С. 323–333. DOI: 10.17277/vestnik.2016.02.pp.323–333.Дьячкова Т.П., Хан Ю.А., Орлова Н.В., Кондрашов С.В. Окисление многослойных углеродных нанотрубок в парах перекиси водорода: закономерности и эффекты // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2016. №2. С. 323–333. DOI: 10.17277/vestnik.2016.02.pp.323–333.Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. 2010. №1. С. 5–11. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-10-10.Гуняев Г.М., Каблов Е.Н., Алексашин В.М. Модифицирование конструкционных углепластиков углеродными наночастицами // Российский химический журнал. 2010. №1. С. 5–11. DOI: 10.18577/2307-6046-2016-0-2-10-10.Merkulova Y.I., Kondrashov S.V., D’yachkova T. P., et al. Effect of carbon nanotubes dispersed in binder on properties of epoxy nanocomposite // Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. Vol. 88, N11. P. 1848–1854. DOI: 10.1134/S10704272150110166.Merkulova Y.I., Kondrashov S.V., D’yachkova T. P., et al. Effect of carbon nanotubes dispersed in binder on properties of epoxy nanocomposite // Russian Journal of Applied Chemistry. 2015. Vol. 88, N11. P. 1848–1854. DOI: 10.1134/S10704272150110166.Иржак Т.Ф., Иржак В.И. Эпоксидные нанокомпозиты // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2017. №6. С. 485–522. DOI: 10.7868/S2308112017060049.Иржак Т.Ф., Иржак В.И. Эпоксидные нанокомпозиты // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2017. №6. С. 485–522. DOI: 10.7868/S2308112017060049.Миронов Ю.М. Применение спектроскопии комбинационного рассеяния для исследований полимерных композиционных материалов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. №7. С. 4. DOI: 10.7463/0712.0431524.Миронов Ю.М. Применение спектроскопии комбинационного рассеяния для исследований полимерных композиционных материалов // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2012. №7. С. 4. DOI: 10.7463/0712.0431524.Biswas S., et al. Does the type of polymer and carbon nanotube structure control the electromagnetic shielding in melt-mixed polymer nanocomposites // Journal of Composites Science. 2020. N1. P. 9. DOI: 10.3390/jcs4010009.Biswas S., et al. Does the type of polymer and carbon nanotube structure control the electromagnetic shielding in melt-mixed polymer nanocomposites // Journal of Composites Science. 2020. N1. P. 9. DOI: 10.3390/jcs4010009.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.