بررسي اثر فوم شدن بر رسانايي الكتريكي كامپوزيت هاي حاوي نانو ذرات كربن

Effect of Foaming on Electrical Conductivity of Carbon Filled Conductive Nanocomposites

در اين تحقيق از فوم كردن به عنوان راهي براي افزايش رسانايي در هر دو جهت صفحه و عمود بر صفحه در نانو كامپوزيت هاي دوده و گرافيت منبسط شده، در ماتريس پلي استايرين و در فرايندهاي قالبگيري فشاري و تزريقي استفاده شد. نتايج نشان داد كه رسانايي نانو كامپوزيت هاي دوده در قالبگيري تزريقي در اثر فوم شدن در هر دو جهت صفحه و عمود بر صفحه افزايش مي يابد، در حالي كه در قالبگيري فشاري اين تغييرات چشمگير نيست. تغيير در موقعيت تجمعات دوده در اثر جريان مذاب ناشي از رشد حباب هاي فوم در قالبگيري تزريقي ميتواند در اين تغييرات موثر باشد. در نانو كامپوزيت هاي رافيت منبسط شده حاصل از قالبگيري فشاري، با فوم شدن، افزايش رسانايي در هر دو جهت صفحه و عمود بر صفحه مشاهده شد. شايد نتوان حباب ها را موجب تغيير در موقعيت كلي مجموعه ي عظيم صفحات گرافيتي متصل به هم در ساختار كرم مانند گرافيت منسبط شده دانست، اما ميتوان آنها را عامل تغيير در موقعيت صفحات نسبت به هم و در نتيجه افزايش رسانايي در هر دو جهت دانست.

It has been previously observed that foam injection molding of conductive polymeric composites containing nano-size carbon black particles, surprisingly increases their electrical conductivity while lowers the part weight. In this work to investigate the effect of processing method, injection and compression molding were used to make and characterize the samples of carbon black nanocomposites. Furthermore, composites of graphite and expanded graphite, prepared by compression molding, were compared from the aspect of morphology and electrical conductivity. The electrical percolation threshold was much lower for expanded graphite composites compared to that of graphite composites electrical conductivity of injection molded carbon black composites increased in both in-plane and through-plane directions due to foaming; while no significant change was observed for the compression molded carbon black composites. This difference can be related to the difference in melt flow for these processes i.e. the existence of melt flow at the time of cell growth in injection molding and the absence of such melt flow in compression molding. In the case of expanded graphite compression molded composites, increase in electrical conductivity in both directions was obtained as a result of foaming. However, the cells could not be considered as a factor to be able to displace the huge expanded graphite assemblies. The change in the relative vertical or horizontal position of graphite nano sheets as a result of cell growth can be the cause.