导电塑料的共混聚合物

最近在一篇文章发表在开放获取期刊聚合物的发展,研究者们提出了铝(Al) platelet-based导电塑料的聚(对苯二甲酸丁二酯(PBT)) -聚(对苯二甲酸乙二醇酯乙烯)(PET)聚酯混合co-continuous形态。

研究:导电塑料从艾尔血小板PBT-PET聚酯混合Co-Continuous形态。图片来源:Gorodenkoff / Shutterstock.com

背景

由于应用在电子和电动汽车产业的迅速发展,有一个热的需求和导电塑料。电子外壳必须是轻量级的,因此导电聚合物将是一个很好的选择。电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)从邻近的设备防止普通塑料用于内部电子产品。

电子包装、发光二极管(LED)大会,和发展电动汽车部门都使用导热复合材料的散热和热管理。继续寻找导电塑料自会议所需的所有参数同时是具有挑战性的。建立了导电塑料的一些原则。

将导电填料在聚合物矩阵产生导电聚合物。因为它支持建立一个“种族隔离的导电网络,”二元共混聚合物的导电填料与co-continuous形态比在一个单一的聚合物更有效。

复合材料制备过程的示意图。图片来源:Alhamidi, et al .,聚合物

关于这项研究

在目前的研究中,作者提出了Al nanoplatelets的放置一个相对低成本的导电填料,在60/40 PBT / PET聚合物组合。创建一个导电复合的可行性与艾尔·血小板结合他们60/40 PBT / PET混合了。这种混合了co-continuous形态有利于双渗流机制,导电粒子聚集在域边界和隔离导电网络形成的。欧洲杯猜球平台

Al血小板被插入到PBT-PET聚酯混合成分重量的60/40来创建一个co-continuous非混相融合,使导电性渗流。减少熔融复合过程中水解,PET和PBT丸是在烤箱干24小时120°C。PET和PBT颗粒以及艾尔nanoplatelet粉、身体结合在一起。总注入段45秒,模具温度和压力保持在26°C和6条,分别。

场发射扫描电子显微镜是用来检查的形态学Al-60/40 PBT / PET栏5 kV电压加速。广角x射线衍射(XRD)模式的空缺PBT、PET、PBT / PET酒吧和60/40 Al-filled 60/40 PBT / PET酒吧记录使用Cu-K辐射确定远程秩序矩阵。差示扫描量热法被用来评估融化和PBT的结晶行为,宠物,60/40 PBT / PET混合,Al / PBT / PET酒吧。

在150°C的烤箱退火后30分钟,长度收缩as-molded酒吧的无定形的宠物,20 vol. % Al-PET, 60/40 PBT / PET和20 vol. % Al-60/40 PBT / PET测量。

弯曲参数测定,包括弯曲模量,弯曲强度,在最大拉力和应变。Al-PBT / PET复合材料的抗冲击性,射出成型斑块的电阻率和热导率的60/40 PBT / PET及其混合复合材料也被评估。

扫描电镜图像的纳米粒子血小板。欧洲杯猜球平台图片来源:Alhamidi, et al .,聚合物

观察

当放置25 vol. %的Al nanoplatelets在一个单一的聚合物(PET)导致了材料的电阻率绝缘体(10¹⁴Ωcm),将同样的Al nanoplatelets 60/40 PBT / PET混合导致材料静电耗散材料的电阻率(7.2 x 10⁷Ωcm)。

研究结果还表明,电阻率下降6订单实现以20 - 25 vol. % Al nanoplatelets 60/40 PBT / PET混合矩阵。60/40 PBT / PET co-continuous形态的混合域较细,对比是弱于其他聚合物混合。

Al片被发现是不适合使用聚合领域界限之间由于细的规模co-continuous 60/40 PBT / PET融合的形态。25 vol. % Al血小板被使用时,导热系数提高了2倍。机械参数被发现在可接受的范围内。拉伸模量和抗拉强度增加。

(一个)SEM图像cryo-fracture棒表面的60/40 PBT / PET混合10 vol. % Al片。血小板的胡搅蛮缠。矩形在左边的角落是酒吧的横截面(规模)和放置血小板的可视化定位相对于酒吧。箭头显示了血小板聚合物涂层。虚线箭头显示了一个折叠的血小板。白色的酒吧= 10μm大小。(b)SEM图像cryo-fracture棒表面的60/40 PBT / PET混合25 vol. %铝纳米血小板。血小板的胡搅蛮缠。箭头显示了一个折叠血小板与聚合物涂层。白色的酒吧= 10μm大小。图片来源:Alhamidi, et al .,聚合物

结论

总之,这项研究证明了导电复合材料的开发使用injection-moldable Al-60/40 PBT / PET聚酯组成的矩阵。当加热到150°C,这个组合的产品减少了不到1%,而超过1% Al-amorphous宠物。

因此,作者强调,导电塑料,60/40 PBT / PET矩阵是一个矩阵比Al-amorphous宠物更好、更方便。球形铝纳米粒子被发现是一个更好的选择欧洲杯猜球平台比艾尔血小板形成60/40 PBT / PET的隔离网络的混合。

他们也相信Al-PET-PBT的成分可以提高进一步减少电渗流的Al体积分数开始从20 - 25%。

源

Alhamidi,。茴香酒,。Al-Zahrani, s M。,等。导电塑料从艾尔血小板PBT-PET聚酯混合Co-Continuous形态。聚合物14 (6),1092 (2022)。https://www.mdpi.com/2073-4360/14/6/1092

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