An Study of Electrical Conductivity of Filled Polymers under Mechanical Load with the Structure Photomicrographs

  • Н.Н. Минакова Altai State University (Barnaul, Russia) Email: minakova@asu.ru
  • В.С. Трофимов Altai State University (Barnaul, Russia) Email: trofimov.vlad2014@yandex.ru
Keywords: macrostructure, agglomerated filler, volume electrical resistance, textural analysis, fi lled polymers, fractal analysis, textural features, the spectrum of generalized Renyi dimensions

Abstract

The paper presents the results of volume resistivity measurements of filled polymers under compressive strain. Black carbon of industrial grades is selected as an electrically conductive component, and serially produced rubbers are selected as a matrix. Structure microphotographs are used to calculate parameters for further textural and fractal analysis. Textural features and entropy of textural features are evaluated from the joint distribution histogram of the second order brightnesses. Quantitative assessment of fractal structure is obtained from a generalized Renyi dimension spectrum. Additionally, an approach for calculation of a generalized Renyi dimension spectrum based on image texture has been used. It is demonstrated that electrical conductivity under the compressive strain of selected research objects can be evaluated by the macrostructure textures with textural parameters being effective indicators of electrical conductivity dynamics. A type of textural parameters depends on the nature of compressive strain — a cyclic strain, single-stage compression in a given range, etc. The results of textural parameters measurement and parameters of fractal analysis evaluated by image textures are provided.

DOI 10.14258/izvasu(2015)1.1-05

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

Н.Н. Минакова, Altai State University (Barnaul, Russia)
доктор физико-математических наук, профессор кафедры прикладной физики, электроники и информационной безопасности
В.С. Трофимов, Altai State University (Barnaul, Russia)
студент физико-технического факультета

References

Минакова Н. Н., Ушаков В. Я. Физико-технические основы создания высоконаполненных эластомеров и управления их резистивными свойствами. - М., 2003.

Гуль В. Е., Шенфиль Л. З. Электропроводящие полимерные композиции. - М., 1984.

Крикоров В. С., Колмакова Л. А. Электропроводящие полимерные материалы. - М., 1984.

Бартенев Г. М., Кучерский А. М. Процессы релаксации в наполненных полимерах и их природа // Высокомолекулярные соединения. - 1992. - Т. XXXIV (Б). -№ 10.

Липатов Ю. С. Физико-химические основы наполнения полимеров. - М., 1991.

Анели Дж. Н., Хананашвили Л. М. Влияние растягивающих деформаций на электропроводность наполненных кремнийорганических резин // Высокомолекулярные соединения. Серия А. - 1994. - Т. 36, № 3.

Абраменко Е.А., Минакова Н. Н., Ушаков В.Я. Исследование свойств полиэтилена с наноразмерными наполнителями специальной обработкой изображений макроструктуры // Известия вузов. Физика. - 2008. - Т. 51, № 7.

Бортников А. Ю., Минакова Н.Н. Анализ структуры электропроводящих высоконаполненных полимеров с агломерированными компонентами // Известия высших учебных заведений. - Физика. - 2006. - Т. 49, № 11.

Минакова Н. Н., Карпов С. А., Ушаков В. Я. Текстурный метод исследования резистивных свойств дисперсно-наполненных эластомеров // Известия вузов. Физика. - 2002. - Т. 43, № 10.

Бортников А.Ю., Минакова Н. Н. Текстурно-фрактальный анализ микроскопических срезов образцов композиционных материалов, наполненных техническим углеродом // Известия Томского политехнического ун-та. - 2006. - Т. 309, № 6.

How to Cite
Минакова Н., Трофимов В. An Study of Electrical Conductivity of Filled Polymers under Mechanical Load with the Structure Photomicrographs // Izvestiya of Altai State University, 1, № 1/1(85) DOI: 10.14258/izvasu(2015)1.1-05. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282015%291.1-05.