Features of Microstructure and Percolation Behavior of Polypropylene Glycol, Filled by Multiwalled Carbon Nanotubes

Abstract

The research of the microstructure features, percolation behavior and impedance of systems based on polypropylene glycol and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is conducted using the methods of optical microscopy and impedance spectroscopy. It is set that in the investigated systems the typical percolation transition is observed at some threshold MWCNTs concentration (0.45 %). The fractal behavior of those systems was revealed. Using the method of impedance spectroscopy the corresponding percolation threshold of 0.45 % was found. The critical index of conductivity t = 1.3 was determined in the framework of McLachlan equation. The processes of charge transfer in the systems concerned were found to be described well by the proposed equivalent circuit.Используя метод импедансной спектроскопии и оптической микроскопии, проведено исследование микроструктуры, перколяционного поведения и импеданса систем на основе полипропиленгликоля и многослойных углеродных нанотрубок (УНТ). Показано, что для исследованных систем при некоторой пороговой концентрации УНТ (0,45 %) наблюдается типичный перколяционный переход. Используя метод импедансной спектроскопии, был определен порог перколяции электропроводности, который равен 0,45 %. Используя уравнение МакЛачлана был определен критический индекс электропроводности t = 1.3. Предложена эквивалентная схема, при помощи которой можно идентифицировать процессы переноса зарядов в системе.Використовуючи метод імпедансної спектроскопії та оптичної мікроскопії проведено дослідження мікроструктури, перколяційної поведінки та імпедансу систем на основі поліпропіленгліколю та багатошарових вуглецевих нанотрубок (ВНТ). Показано, що для досліджених систем при деякій пороговій концентрації ВНТ (0,45 %) спостерігається типовий перколяційний перехід. Використовуючи метод імпедансної спектроскопії був визначений поріг перколяції електропровідності, який становить 0,45 %. Використовуючи рівняння МакЛачлана був визначений критичний індекс електропровідності t = 1.3. Запропонована еквівалентна схема, за допомогою якої можна ідентифікувати процеси перенесення зарядів у системі.