Розкрито феномен саморегульованих полімерних нагрівачів.

Група дослідників з РТУ МІРЕА зробила важливий крок уперед у розумінні механізмів роботи саморегулюючихся нагрівачів, виготовлених з кристалізуючих поліолефінових композицій з електропровідним технічним вуглецем з нано розмірними частками. Було встановлено, що здатність цих матеріалів до саморегулювання, що проявляється в появі аномально високого позитивного термічного коефіцієнта електричного опору, не може бути пояснена виключно звичайним термічним розширенням матеріалу. Результати опубліковані у журналі «Тонкі хімічні технології».

Електропровідні полімерні композиційні матеріали з електропровідним технічним вуглецем використовуються в різних сферах. Наприклад, вони застосовуються в покриттях, які проводять електрику, в екранах для захисту від статичної електрики, у пристроях для запобігання перевантаженню електромережі, у датчиках для вимірювання температури та тиску, а також у нагрівачах, які самостійно регулюють температуру трубопроводів у холодну пору року.

Вчені довели, що в кристалізуючих поліолефінових композиціях зміна термічних коефіцієнтів електричного опору (перехід від позитивного до негативного коефіцієнта) пов'язана з початком змінами агрегатного стану матеріалу. Вони запропонували та обґрунтували механізм різкого збільшення електричного опору цих композицій, який враховує додаткові деформації кристалічної фази матеріалу, викликані безліччю розширюючихся мікрооб'ємів розплаву, що виникають на початкових етапах плавлення при незначному зміненні ступеня кристалічності.

Для проведення комплексного дослідження структури та властивостей кристалізуючих поліолефінових композицій з електропровідним технічним вуглецем використовувалися різні методи дослідження. Зразки, що імітують полімерні нагрівачі, були виготовлені шляхом пресування пластин із запресованими контактними електродами з знежиреної латунної сітки. Електричні характеристики цих зразків досліджувалися в спеціальній термокамері, а зміни ступеня кристалічності оцінювалися методом диференційної скануючої калориметрії. Дилатометричні та реологічні властивості зразків вивчалися на спеціальному обладнанні.

Анатолій Марков, професор кафедри хімії та технології переробки пластмас і полімерних композитів РТУ МІРЕА, підкреслив, що результати дослідження допомагають краще зрозуміти процеси, що відбуваються всередині матеріалів під час їх нагрівання, і відкрити нові можливості для створення більш ефективних та надійних саморегулюючихся нагрівальних природоподібних пристроїв.

Робота виконана відповідно до програми ініціативної науково-дослідної роботи 195-ІТХТ.