Механические и диэлектрические свойства полимерных композиционных материалов на основе тетразола тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Лушин, Евгений Николаевич АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
2015 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Механические и диэлектрические свойства полимерных композиционных материалов на основе тетразола»
 
Автореферат диссертации на тему "Механические и диэлектрические свойства полимерных композиционных материалов на основе тетразола"

На правах рукописи УДК 538.951, 538.956

Лушин Евгений Николаевич

МЕХАНИЧЕСКИЕ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕТРАЗОЛА

Специальность 01.04.07 - "Физика конденсированного состояния"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 9 АПР 2015

Санкт - Петербург - 2015

005567841

005567841

Работа выполнена на кафедре физической электроники факультета физики Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена»

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук, профессор Кастро Арата Рене Алехандро

ведущий научный сотрудник НИИ физики Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А.И. Герцена»

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Барабан Александр Петрович

профессор кафедры электроники твердого тела Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет»

кандидат технических наук Москалюк Ольга Андреевна

старший преподаватель кафедры сопротивления материалов Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

Ведущая организация:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого»

Защита состоится «18» июня 2015 г. в «/¿» час. на заседании совета по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук Д 212.199.21, созданного на базе Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А. И. Герцена», по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, кор. 3, ауд. 52.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (191186,Санкт-Петербург, наб. реки Мойки, 48, корпус 5) и на сайте университета по адресу: http://disser.herzen.spb.ru/Preview/Karta/karta_000000206.html

Автореферат разослан « 5 » 2015 г./)

Ученый секретарь / /

диссертационного совета // Анисимова Надежда Ивановна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время полимерные композиционные материалы получили широкое распространение практически во всех областях деятельности человека. Ведется как синтез новых систем, так и усовершенствование уже имеющихся для оптимизации их параметров с целью адаптации к потребностям определенной отрасли промышленности. Особый интерес среди полимерных материалов вызывают композиции на основе поливинилтетразола. На сегодняшний день полимеры и сополимеры на основе поливинилтетразолов рассматриваются как перспективные компоненты энергоемких конденсированных систем (ЭКС) и газогене-рирующих составов. Данные полимеры выгодно отличаются от других полимерных аналогов повышенной энергоемкостью, хорошей совместимостью с компонентами высокоэнергетических композиций. Кроме того, производные тетразола являются перспективными материалами, которые используются в различных отраслях: в аналитической химии, оборонной и космической технике, системах пожаротушения, медицине, биотехнологии, электронике, фотографии, сельском хозяйстве и ряде других.

В настоящее время многие аспекты химии тетразолов изучены и обобщены в обзоре В.А. Островского и Г.И. Колдобского [1]. Однако сведения о закономерностях формирования трехмерной сетки тетразоловых полимеров в доступной литературе разрознены и не представляют целостной картины. Несмотря на то, что композиты на основе поли-М-метилаллил-5-винилтетразола (МПВТ-А) с диметилформамидом (ДМФА) отвержденные низкотемпературным отверждающим агентом ди-Ы-оксид-1,3-динитрил-2,4,6-триэтилбензола (ТОН-2), отличаются высокими прочностными характеристиками и высоким модулем упругости, практически не исследуется проблема их возможной модификации различными наполнителями. На сегодняшний день недостаточно изучены процессы отверждения связующих на основе тетра-золсодержащих полимеров для выбора оптимальной системы отверждения. Важную информацию для решения этой проблемы могут нести физические - механические и диэлектрические свойства данного класса материалов. В связи с этим представляются актуальными динамический механический анализ и диэлектрическая спектроскопия чистого полимера и композитов на его основе в широком интервале температур и частот. Полученные данные позволят усовершенствовать технологию получения изучаемых материалов и достигнуть требуемого уровня их функциональных свойств.

Цель работы. Установление особенностей формирования структуры и физических свойств тетразолсодержащих полимеров в зависимости от условий их синтеза, методами механической и диэлектрической спектроскопии.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

з

1. Определить области стабильного существования структуры полимерных композитов на основе МПВТ-А.

2. Изучить влияние природы наполнителя на динамические вязкоупругие свойства модельных соединений на основе исследуемого полимера.

3. Исследовать влияние наполнителя и отвердителя на поляризационные явления в тетразолсодержащих системах.

4. Определить параметры поляризационных процессов в исследуемых образцах.

5. Развить модельные представления о процессах переноса и накопления заряда в сложных полимерных системах.

Научная новизна результатов заключается в следующем:

В отличие от предыдущих работ, в которых исследуются, в основном тепловые свойства тетразолсодержащих полимеров для повышения энергетических показателей готовых изделий на их основе, в данной работе детально исследованы механические и диэлектрические свойства, установлена их связь со структурными особенностями полимера, а именно:

• Методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии впервые определены области стабильного существования структуры полимерных композиционных материалов на основе МПВТ-А.

• Методами механической и диэлектрической спектроскопии впервые установлен характер влияния природы и концентрации наполнителя, типа отвердителя на величину температуры стеклования и диапазон температурных переходов в МПВТ-А.

• Впервые установлены закономерности протекания процессов диэлектрической релаксации и переноса заряда в слоях МПВТ-А, определены значения микропараметров, характеризующие данные процессы.

• Предложен новый метод определения температуры стеклования на основе исследования температурной зависимости диэлектрической проницаемости.

Основные положения, выносимые на защиту:

• Введение в полимерную матрицу МПВТ-А наполнителей КС1 и КЫ03 приводит к стабилизации структуры исследуемых композитов и снижению потерь массы при повышении температуры.

• В исследуемых полимерных структурах на основе тетразола, в переменном электрическом поле, имеют место поляризационные явления обусловленные процессами дипольно-релаксационной поляризации и прыжкового механизма переноса заряда.

• При изменении состава отвердителя и наполнителя происходят изменения в структуре исследуемых композитов, что отражается в наблюдаемых процессах механической и диэлектрической релаксации.

• По температурной зависимости обратной величины действительной части комплексной диэлектрической проницаемости в области инфразвуковых частот может быть определена температура стеклования изучаемых систем.

Теоретическая значимость работы. Полученные экспериментальные результаты исследования диэлектрических и механических свойств полимерных систем на основе тетразола вносят вклад в физику электронных явлений в неупорядоченных системах и в разработку теоретических основ технологии получения новых материалов с необходимыми функциональными свойствами. Результаты проведенного в работе анализа данных механической и диэлектрической спектроскопии указывают на возможность подхода к ним в рамках единой релаксационной модели.

Практическая значимость работы. В работе получены новые данные о влиянии технологических факторов на формирование структуры полимерных композитов и обусловленных ею их диэлектрические и механические свойства.

Предложен метод определения температуры стеклования, который может быть использован в технологии получения материалов данного класса.

Результаты работы используются в учебном процессе при подготовке студентов, магистрантов и аспирантов на факультете физики РГПУ им. А.И. Герцена, обучающихся по магистерским программам в области физики конденсированного состояния вещества, физики наноэлектроники и наноструктур.

Связь темы с планом научных работ. Диссертационная работа являлась частью научных исследований лаборатории физики неупорядоченных полупроводников НИИ физики РГПУ им. А.И. Герцена и проводилась в рамках исследований по государственному заданию Министерства образования и науки Российской Федерации:

1. № 50/12-ГЗП «Синтез и исследование электрофизических свойств новых наноструктурированных композиционных материалов, перспективных для использования в микро — и оптоэлектронике».

2. № 26/11-ЗН «Исследование состояния и поведения примесных атомов в кристаллических и стеклообразных фоточувствительных полупроводниках».

Достоверность и научная обоснованность обеспечивались комплексным характером исследования, корректностью использованных экспериментальных методик и воспроизводимостью результатов измерений, применением современных методов математической обработки данных, сопоставлением экспериментальных результатов с литературными данными, использованием современных теоретических представлений.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских научных конференциях: 2014 International Conference on Applied Mechanics and Mechanical Automation (Гонконг, 2014 г.); 1st International School and Conference "Saint-Petersburg OPEN 2014" (Санкт - Петербург, 2014 г.); Международная научно-техническая конференция «Полимерные композиты и трибология» (Гомель, 2013); Всероссийская конференция «Актуальные проблемы физики полимеров и биополимеров» (Москва, 2012 г.); конференция-конкурс работ молодых физиков «Знания молодых физиков Родине» (Москва, 2012 г.); VIII Международная научно - практическая конференция «Дни науки - 2012» (Прага, 2012 г.); XII Международная конференция «Диэлектрики - 2011» (Санкт - Петербург, 2011 г.) и научных семинарах кафедры физической электроники РГПУ им. А. И. Герцена.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них 6 работ опубликованы в рецензируемых научных журналах, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией, и получен 1 патент на изобретение, зарегистрированный в Роспатенте в 2013 году.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы. В работе 125 страниц сквозной нумерации, 46 рисунков, 7 таблиц, 4 схемы, список литературы включает 120 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, раскрывается её научная новизна и практическая значимость, формулируются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Строение и свойства винильных производных тетразола» представлен анализ литературных данных, посвященный синтезу, основным свойствам, методам изучения, практическому применению полимерных производных тетразола. Приведен обзор основных свойств тетразолсодержащих композитов, рассмотрено электронное строение молекул винилтетразолов. Описаны существующие методы исследования релаксационных процессов в полимерах. Рассмотрены различные методы модификации полимеров.

Из приведенного обзора следует, что введение пластификаторов и модификаторов существенно меняет структуру и физические свойства полимерной системы за счет образования граничных слоев и усиления межфазных взаимодействий. Делается вывод о том, что композиты на основе поли-Ы-метилаллил-5-винилтетразола (MITBT-A) отличаются высокими прочностными характеристиками и высоким модулем упругости, однако практически не исследуется проблема их возможной модификации различными наполнителями. Кроме того, на сегодняшний день недостаточно изучены процессы отверждения связующих на основе тетразолсодержащих

полимеров для выбора оптимальной системы отверждения. В связи с этим представляются актуальными динамический механический анализ и диэлектрическая спектроскопия как чистого полимера, так и композитов на его основе в широком интервале температур и частот. Полученные данные позволят усовершенствовать технологию получения изучаемых материалов и достигнуть требуемого уровня их функциональных свойств.

Во второй главе «Методика эксперимента» представлено описание материалов, обоснование выбранных методов исследования, экспериментальных установок.

Объектом исследования являлись образцы МПВТ-А (поли-М-метилаллил-5-винилтетразол аллилированный) с массовой долей аллильных групп 3,1 % , которые пластифицировали диметилфталатом и диметилформамидом в соотношении полимер: пластификатор 1:1,5 (по массе). В качестве отвердителей использованы динит-рилоксидные производные алкилбензола: ТОН-2, МеО-ТОН, Дур-ТОН. В качестве наполнителей использовались хлорид и нитрат калия: KCl и KNO3. Образцы имели форму дисков диаметром 20 мм и толщиной 1 мм.

Измерения вязкоупругих свойств материалов проводились методом динамического механического анализа (ДМА) с помощью крутильного маятника. Суть метода заключается в том, что исследуемый образец используется в качестве упругого элемента высокодобротной механической колебательной системы, в которой возбуждаются свободные затухающие либо вынужденные колебания. Установка позволяет измерять логарифмический декремент затухания в диапазоне 10"'... 1 с относительной погрешностью не более 10%. Точность поддержания температуры в ходе эксперимента ±0,5 °С.

Измерения температурно-частотных зависимостей диэлектрических параметров проводились на спектрометре «Concept 41» (NOVOCONTROL Technologies GmbH&Co). Частотные спектры в диапазоне / = 10°... 106 Гц снимались при постоянной температуре, величина которой изменялась в пределах: Т= 173...373 К. Точность поддержания температуры на образце составляла ± 0,5 °С. Напряжение, подаваемое на исследуемую структуру, составляло U= 1,0 В. Погрешность при измерении диэлектрических параметров не превышала 1,0 %.

Исследование физико-химических процессов (ДСК) проведено на установке Netzsch DSC 204 Fl Phoenix. Термогравиметрический анализ (ТГА) был реализован на установке Netzsch TG 209 Fl Libra.

В третьей главе «Механические и диэлектрические свойства полимерных композитов на основе тетразола» представлены результаты исследования и их обсуждение.

Для определения областей устойчивого существования исследуемых соединений измерялось изменение массы навесок с повышением температуры (рис. 1). Близкое

7

подобие кривых потери массы в случае ненаполненных образцов МПВТ-А, полученных с применением различных отвердителей соответствует данным о едином механизме и однородности плотности сшивки поперечных связей макромолекул в полимере. Наблюдаемые в диапазоне 50-150 °С незначительные потери массы определяются удалением из полимера летучих веществ, доля которых составляет ~4 %. На следующем затем этапе 150-250 °С темп снижения массы заметно возрастает, что может быть связано с разрушением метильных и винильных фрагментов макромолекул полимера. Кроме того, взаимодействие отвердителей с полимером протекает ступенчато, а именно, вначале образуются так называемые «активные подвески» отвердителя к полимерной цепи, а затем происходит их взаимодействие с функциональными грушами [2]. Не исключено, в связи с этим, что ход кривых в интервале 150-250 °С может быть связан и с разрушением «подвесок» отвердителя, не прореагировавших с полимером. Резкое падение массы до -72% на третьем этапе (250-300 °С), по всей видимости, определяется выделением летучих компонентов пластификатора, остаточная доля которого в образцах может составлять до 5%. И, наконец, четвертая стадия (300-350 °С) прогрессирующей потери массы до ~ 60 % отвечает разрушению вулканизационной сетки полимера.

В результате модифицирования полимерной матрицы МПВТ-А солевыми добавками KCl и KN03 снижение массы при нагреве в интервале 200-300°С происходит с большей скоростью. Однако, в конечном итоге (при Т = 350°С) общие потери оказывается заметно меньше в сравнении с исходными образцами, что свидетельствует о стабилизирующем в целом действии солевых добавок на структуру полимера. В согласии с этим находятся результаты дифференциальной сканирующей калориметрии (рис. 2). Несмотря на низкие значения тепловых эффектов, регистрируемых в области Т < 100°С, хорошо видно, что кривая ДСК при повторном прогреве образца проходит значительно выше первоначальной. Несовпадение кривых первичного и повторного прогревов указывает на проявление теплового эффекта, сопровождающегося удалением летучих веществ из композитов, а следовательно, на относительную термическую устойчивость исследуемых соединений. Согласованность изменения рассчитанных значений относительных тепловых эффектов и потерь массы при термообработке полимеров отчетливо просматривается в ряду исследованных систем. Таким образом, введение в полимерную матрицу МПВТ-А наполнителей KCl и KN03 приводит к стабилизации структуры и снижению потерь массы при повышении температуры.

TG 1%

Рис. 1- Снижение массы навесок по мере повышения температуры в случае полимеров, полученных с использованием отвердителей МеО-ТОН [5], Дур-ТОН [4], ТОН-2 [3], и солевых добавок КК03 [2] и КС1 [1]

DSC/(mW/mg)

Рис. 2- Температурные зависимости удельного теплового потока в случае первичного [2.3] и повторного прогрева [2.6]

В следующей части работы представлены результаты исследований влияния модификаторов на динамические вязкоупругие свойства МПВТ-А, которые свидетельствуют о наличии трёх областей на температурной зависимости динамического модуля упругости и тангенса угла механических потерь (рис 3, 4). В качестве примера ниже приведены кривые для образца с наполнителем КС1 в количестве 70% от массы полимерной связки.

Область температур соответствующих стеклообразному состоянию лежит в диапазоне от 170 К до 310 К, в которой динамический модуль упругости в' незначи-

9

тельно убывает, что свидетельствует о низкой диффузии сегментов макромолекул. При повышении температуры в полимере начинается последовательное «размораживание» различных видов молекулярного движения, к которым можно отнести подвижность боковых групп макромолекул, например таких, как аллильные группы.

Т (К) Т (К)

Рис. 3 - Температурная зависимость Рис. 4 - Температурная зависимость динамического модуля упругости тангенса угла механических потерь

Температура стеклования Тст находится по минимуму первой производной кривой С=Я(1) (рис. 5). Температура, при которой наблюдается минимум второй производной динамического модуля сдвига по температуре (рис. 6), соответствует температуре начала процесса перехода из стеклообразного состояния в высокоэластическое состояние (а - переход). Температуре, при которой наблюдается максимум второй производной, соответствует конец а- перехода.

Интересно было проследить, как изменяется кооперативность процесса стеклования при добавлении наполнителей в полимерную матрицу, в нашем случае это КС1 и ЮГОз различной концентрации. Обнаружено, что интервал температур, в котором наблюдается область а-релаксации, изменяется при модификации (табл. 1).

150 2СЮ 250 300 350 «ю

Т(К)

Рис. 5 - Температурная зависимость первой производной динамического модуля сдвига по температуре.

Т(К)

Рис. 6 - Температурная зависимость второй производной динамического модуля сдвига по температуре ю

Таблица 1: Полученные значения механических величин для модифицированных образцов:

Образец т 1 Н5 К Т 1 СТ) к Тк, К Т -Т 1 К 1 НЭ К Сет, ГПа С,[ГПа] (213 К) тах |ДС| |ДТ|' ГПа/К

КС1 70% 313 326 343 30 0,917 3,059 95,3 0,036

КМЭз 70% 293 306 322 29 0.736 1.976 57.6 0.034

КЖ)3 55% 272 313 334 62 0.461 1.053 113.8 0.011

Т„ - температура начала процесса перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние; Тст - температура стеклования; Тк - температура конца процесса перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние; Тк-Т„ - интервал температур в котором наблюдается область а-релаксации; Ост ГПа - динамический модуль сдвига в стеклообразном состоянии; |АО|/|АТ| - изменение динамического модуля сдвига в области стеклования.

При увеличении концентрации модификатора ЮЧОз динамический модуль сдвига в стеклообразном состоянии увеличивается. В процессе перехода полимера из стеклообразного в высокоэластическое состояние, модуль сдвига также вырастает. Максимум тангенса угла механических потерь при этом уменьшается. Температуры стеклования полимеров с разными концентрациями модификаторов К]Ч03 ненамного отличаются друг от друга, а интервал температур, в котором происходит переход становится в 2 раза меньше при повышении концентрации модификатора, что говорит о большей кооперативности процесса стеклования. Интересно отметить, что интервал температур Тк-Т„ при модификации уменьшается, а величина |ДО|/|Д1:| увеличивается. Это говорит о том, что при модификации скорость протекания а- перехода увеличивается.

Следующий этап работы заключался в исследовании особенностей влияния наполнителей и отвердителей на диэлектрические свойства полимерных композиционных материалов в широком интервале частот и температур.

Для модифицированных образцов было выявлено несколько релаксационных процессов (рис. 7), обусловленных различными видами молекулярной подвижности, которые могут быть реализованы в полимере, определены значения релаксационных и структурных параметров: энергии активации для (3 и у-релаксации, температура стеклования, е- параметр определяющий механизм переноса заряда.

Рис. 7 - Температурно-частотная зависимость диэлектрических потерь для образца модифицированного КЖ>з(55%)

Fre4"ency[H,

В исследуемом интервале температур отмечено уменьшение величины диэлектрической проницаемости для модифицированных образцов по сравнению с образцами без наполнителя, хотя характер её дисперсии остаётся неизменным (рис. 8).

Частотная зависимость действительной части удельной проводимости имеет вид а = Acos (рис. 9). Показатель степени s для всех составов (чистых и наполненных) падает с увеличением температуры и принимает значения 0.55...0.98, что является одним из характерных признаков существования прыжкового механизма проводимости [3]. Температурная зависимость проводимости имеет экспоненциальный характер с энергией активации Еа = (0.55±0.01) эВ, что позволяет предположить вклад поляронного механизма поляризации.

Рис. 8 - Частотная зависимость действительной части комплексной диэлектрической проницаемости при Т=203 К для образца без наполнителя и наполненного КС1(70%)

Вид диаграммы Коула-Коула для большинства образцов (рис. 10) указывает на то, что изучаемый материал ведет себя как недебаевский диэлектрик с широким распределением релаксаторов по временам релаксации.

Влияние природы отвердителя наблюдается, в основном, в области низких частот (рис. 11). Обнаруженное изменение положения максимума потерь с температурой и

увеличение диэлектрической проницаемости с уменьшением частоты свидетельствуют о преобладании эффектов дипольно-релаксационной поляризации в данном интервале частот.

В ходе исследования на температурной зависимости обратной величины диэлектрической проницаемости 1 /е' (при частоте 1 Гц), обнаружено существование двух областей - от 273 К до 310 К и от 310 К до 393 К (рис. 12). Первая область отмечена резким уменьшением 1 /е', столь существенные изменения температурной зависимости диэлектрических параметров, связано с главным температурным переходом из стеклообразного состояния в высокоэластическое состояние. Вторая область, соответствует области высокоэластического состояния и характеризуется плавным снижением величины 1 /е' и выходом её на устойчивое плато. Температура, при которой происходит смена характера зависимости 1/е'(Т) для всех изученных систем, совпадает с их температурой стеклования, что может быть использовано для определения значения данного параметра.

Рис. 9 - Частотная зависимость удель- Рис. 10 - Диаграмма Коула-Коула для ной проводимости для образца с КЫОз образца с КЫ03(55%)

КГц)

Рис. 11 - Частотная зависимость действительной части комплексной диэлектрической проницаемости при Т = 293 К

Рис. 12 - Температурная зависимость обратной величины диэлектрической проницаемости для образца с КЖ)3(55%)

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Методами термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии установлено, что введение в полимерную матрицу МПВТ-А наполнителей KCl и KN03 в количестве 55% и 70% от массы полимерной связки соответственно, приводит к стабилизации структуры и снижению потерь массы при повышении температуры.

2. Методом динамического механического анализа установлено, что введение наполнителя (модификатора) KCl и KN03 в основную матрицу полимера приводит к смещению области температур, где наблюдаются процессы механической релаксации, что связано со структурными изменениями, обусловливающими возрастание скорости процесса стеклования.

3. Установлено, что изучаемые системы ведут себя как недебаевский диэлектрик с широким распределением релаксаторов по временам релаксации.

4. Частотная зависимость действительной части удельной проводимости имеет вид a = Acos (s=0.55...0.98), что свидетельствует о существовании прыжкового механизма проводимости по состояниям, локализованным в запрещенной зоне. Процесс переноса заряда является термически активированным процессом, с энергией активации Е„ = (0.55±0.01) эВ.

5. Влияние природы отвердителя наблюдается, в основном, в области низких частот. Обнаруженное изменение положения максимума потерь с температурой и увеличение диэлектрической проницаемости с уменьшением частоты свидетельствуют о преобладании эффектов дипольно-релаксационной поляризации.

6. Определены структурно-чувствительные параметры и характеристики изучаемых материалов, которые могут быть использованы как информативные в диагностике и контроль технологического процесса.

7. Предложен новый метод определения температуры стеклования на основе исследования температурной зависимости диэлектрической проницаемости.

Личный вклад автора состоит в том, что им получена основная часть экспериментальных результатов, проведена их интерпретация и подготовка к представлению. В опубликованных работах участвовал в постановке задач и обсуждении полученных результатов.

Список цитируемой литературы:

[1] Островский, В.А. Энергоёмкие тетразолы / В.А. Островский, Г.И. Колдоб-ский // Росс. Хим. Ж. - 1997. - Т. 41, № 2. - С. 84-98.

[2] Белоусов, A.M. Влияние различных факторов на процесс отверждения тет-разолсодержащих полимеров / A.M. Белоусов, Е.А. Пазников, H.A. Орлова // Известия вузов, сер. Хим. и хим. технология. - 2006. - Т. 49, № 6 - С. 3-10.

[3] Мотт, Н. Электронные процессы в некристаллических веществах / Н. Мотт. -М.: Мир, 1982. - 662 с.

Основное содержание и результаты диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Lushin, E.N. Dielectric spectroscopy of polymer nanocomposites based on te-trazol and KN03 / E. N. Lushin, R. A. Castro // Journal of Physics: Conference Series. - 2014. -№ 541, (0.25/0.15 п.л.).

2. Лушин, E.H. Термоаналитическое исследование модифицированных полимеров на основе поли-М-метилаллил-5-винилтетразола / Р.А. Кастро, Е.Н. Лушин, Е.А. Пазников, В.Н. Пак, П.В Петреков // Научно-технический вестник Поволжья. - 2014. - №5. - С. 37-40, (0.25/0.15 пл.).

3. Lushin, E.N. Mechanical properties of tetrazole polymers / R.A. Castro, E. N. Lushin // Applied mechanics and materials. - 2014. - №. 590. - P. 19-22, (0.25/0.15

П.Л.).

4. Лушин, E.H. Диэлектрические свойства полимерных композитов на основе тетразола / Р.А. Кастро, Е.Н. Лушин, П.В. Петреков // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. - 2014. - № 165. - С. 60-63, (0.25/0.15 пл.).

5. Лушин, Е.Н. Способ определения температуры стеклования полимерных композиционных материалов на основе тетразола // Известия Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена. - 2013. — № 163. - С. 37-41, (0.31/0.2 пл.).

6. Lushin, E.N. Determination of the glass transition temperature in polymer composites and systems / E.N. Lushin, R.A. Castro // St. Petersburg State Polytechnical University Journal. Physics and Mathematics. - 2013. - №. 4-2. - P. 90-93, (0.25/0.15 пл.).

7. Лушин, E.H. Диэлектрические потери в тетразолсодержащих полимерах / Е.Н. Лушин, Д.Т. Хонг // Материалы XIII международной конференции «Диэлектрики -2014». - Т. 1. - СПб: из-во РГПУ им. А. И. Герцена. - 2 - 6 июня 2014. - С. 302-303, (0.13/0.08 п.л.).

8. Лушин, Е.Н. Низкотемпературная диэлектрическая релаксация в тетразолсодержащих полимерах / Р. А. Кастро, Е. Н. Лушин // Материалы VIII международной научно - практической конференции «Дни науки - 2012». -Прага: Издательский дом «Образование и наука». - 27 марта - 05 апреля 2012 г. - С. 56-60, (0.31/0.2 п.л.).

9. Лушин, Е.Н. Релаксационные процессы в полимерных композитах на основе тетразола / Е. Н. Лушин, Р. А. Кастро // Приложение к журналу «Физическое образование в вузах». - Т. 18. - Москва : издательский дом МФО. - 10 декабря 2012 г. -№ 4. - С. 1142-1143, (0.13/0.07 п.л.).

10. Лушин, E.H. Дисперсия диэлектрических параметров полимерных композиционных материалов на основе тетразола / E.H. Лушин, П.В. Петреков // Материалы XII международной конференции «Диэлектрики - 2011». Санкт-Петербург, 23-26 мая 2011 г. - Т.1. - СПб: из-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2011. - С. 269-270, (0.13/0.07 п.л.).

11. Пат. 2540933 РФ: МПК G01N25/02, G01N33/44. Способ определения температуры стеклования полимерных композиционных материалов на основе тетразола / P.A. Кастро, E.H. Лушин. - 2013153685/28; заявл. 03.12.2013, опубл. 10.02.2015. -Бюл. № 4, (1/0.6 пл.).

Подписано в печать 20.03.2015 Формат 60x84 '/|6 Цифровая Печ. л. 1.0 Тираж 100 Заказ № 17/03 печать

Типография «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2, Сайт: falconprint.ru)