INFLUENCE OF CHEMICAL FUNCTIONALIZATION OF CARBON NANOTUBES ON THE STRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES OF POLYMER COMPOSITE MATERIAL
XQCAAO
DOI:
https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2026.01.040Keywords:
polytetrafluoroethylene, carbon nanotubes, polymer composite material, functionalization, mechanical characteristics, tribological propertiesAbstract
This research presents studies of the effect of chemical functionalization of carbon nanotubes on the mechanical and tribological properties of a polymer composite material.
The morphological features and elemental composition of carbon nanotubes before and after functionalization were studied by means of scanning electron microscopy and energy dispersive analysis.
The research presents the results of experimental studies of changes in the mechanical characteristics, tribological properties and supramolecular structure of polymer composite materials based on polytetrafluoroethylene modified with carbon nanotubes. It has been established that the use of functionalized nanotubes allows increasing the mechanical properties of the composite: tensile strength up to 10%, elastic modulus up to 25%, and reduces the intensity of mass wear of the material by more than 2 times.
It has been found that the use of nanotube functionalization contributes to their more uniform distribution between the spherulitic particles of polytetrafluoroethylene, which contributes to an increase in the tensile strength and wear resistance of the material.
References
Маркова М. А., Петрова П.Н. Исследование влияния углеродных волокон и технологий получения композитов на свойства полимерных композиционных материалов на основе политетрафторэтилена // Перспективные материалы. 2020. № 11. С. 59-68. doi:10.30791/1028-978X-2020-11-59-68.
Вершина Г. А., Реут Л.Е. Анализ деформационного поведения фторопласта-4 в условиях силового воздействия // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. 2016. № 4. С. 23-30.
Dhanumalayan E., Joshi G. M. Performance properties and applications of polytetrafluoroethylene (PTFE) – a review // Adv. Compos. Hybrid Mater. 2018. Vol.1. P. 247–268. doi:10.1007/s42114-018-0023-8.
Разработка технологических приемов управления свойствами композитов на основе политетрафторэтилена, содержащих наномодификаторы / А. А. Охлопкова [и др.]. // Вопросы материаловедения. – 2013. – № 1(73). – С. 136-145.
Влияние ультразвуковой активации на структурообразование политетрафторэтилена, модифицированного нитридом бора / Д. А. Негров [и др.]. // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2017. Т.1. № 2. С. 57-61.
Полимерные композиционные материалы триботехнического назначения на основе политетрафторэтилена / А. А. Охлопкова [и др.]. // Российский химический журнал. 2008. Т. 52, № 3. С. 147-152.
Исследование полимерных композитов с гибридной матрицей, полученных методом взрывного прессования / Н. А. Адаменко [и др.]. // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2019. № 10(233). С. 48-52.
Износостойкость композитов на гибридной матрице СВМПЭ-ПТФЭ: механические и триботехнические свойства матрицы / С. В. Панин [и др.]. // Трение и износ. 2015. Т. 36. № 3. С. 325-333.
Manufacturing technology of composite materials—principles of modification of polymer composite materials technology based on polytetrafluoroethylene / Panda A. [et al.]. //Materials. 2017. Т. 10. №. 4. С. 377. doi:10.3390/ma10040377.
The effect of ultrasonic activation on the formation of polytetrafluoroethylene modified by detonation nanodiamonds / D. A. Negrov [et al.]. // Journal of Physics: Conference Series: Mechanical Science and Technology Update. – Omsk: Institute of Physics Publishing, 2019. P. 062016. doi: 10.1088/1742-6596/1260/6/062016.
Никитина А. В., Охлопкова А.А., Васильев А.П. Исследование влияния наноразмерного нитрида бора на свойства политетрафторэтилена// Наука, инновации и технологии: от идей к внедрению: Материалы Международной научно-практической конференции, Комсомольск-на-Амуре, 07–11 февраля 2022 года. – Комсомольск-на-Амуре: Комсомольский-на-Амуре государственный университет, 2022. С. 329-333. doi: 10.17084/978-5-7765-1502-6-2022-329.
Microstructure and Properties of Polytetrafluoroethylene Composites Modified by Carbon Materials and Aramid Fibers / Zhang F. [et al.]. // Coat-ings. – 2020. Vol. 10. No. 11. P. 1103-1123. doi:10.3390/coatings10111103.
Song J., Lei H., Zhao G. Improved mechanical and tribological properties of polytetrafluoroethylene reinforced by carbon nanotubes: A molecular dynamics study // Computational Materials Science. – 2019. – Vol. 168. P. 131-136. doi:10.1016/j.commatsci.2019.05.058.
Исследование влияния многостенных углеродных нанотрубок на свойства политетрафторэтилена / А. А. Охлопкова [и др.]. // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. 2015. № 5(49). С. 43-50.
Functionalization of Carbon Nanotubes in Polystyrene and Properties of Their Composites: A Review / Li Hongfy [et al.]. // Polymers 2024. V.16(6). 770. doi:10.3390/polym16060770.
Дьячкова Т. П., Ткачев А. Г. Методы функционализации и модифицирования углеродных нанотрубок: Монография / Издательский дом «Спектр», 2013. – 152 с.
Yan S. C., Xue Y. H. Surface wettability, tensile mechanical performance, and tribological behavior of polyimide/polytetrafluoroethylene blends enhanced with hydroxylated multiwalled carbon nanotubes at high relative humidity // Polymer Composites. 2021. V. 42 (9). P. 4517-4532. doi:10.1002/pc.26165.
Негров, Д. А., Путинцев В.Ю. Усовершенствование технологии прессования изделий из политетрафторэтилена // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. 2021. Т. 14, № 5. С. 564-571. doi: 10.17516/1999-494X-0333.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Dmitriy A. Negrov, Vitaliy Yu. Putintsev, Egor V. Knyazev, Alexey Ig. Glotov, Denis A. Veber
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
.
This work is licensed under a 
