بررسی حضور LDPE بر خواص مکانیکی و رسانایی الکتریکی کامپوزیت سگرگیت CB/HDPE

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• سید مهران تیموری
• سمانه صاحبیان
• عبدالکریم سجادی

گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد.

10.22067/jmme.2023.83646.1118

چکیده

با توجه به کاربرد کامپوزیت‌های پایه پلیمری رسانا با ساختار سگرگیت در صنایع الکترونیک و هوافضا، بحث خواص مکانیکی آنها اهمیت پیدا کرده است. در این پژوهش از پلی‌اتیلن با چگالی بالا (HDPE )، فاز رسانای کربن سیاه (CB ) و فاز پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE ) به عنوان فاز تقویت کننده برای ساخت کامپوزیت استفاده شد. در ساخت نمونه‌ها از روش اختلاط مکانیکی و در ادامه از پرس گرم استفاده شد. رسانش نمونه‌ها برای اطمینان از تشکیل ساختار سگرگیت اندازه‌گیری شد. نتایج داده های رسانایی حاکی از شکل گیری ساختار سگرگیت و کاهش مقاومت الکتریکی ساختار سگرگیت با افزایش درصد وزنی کربن سیاه می باشد. در نمونه xCB-HD بیشینه رسانایی الکتریکی 43.10 S/m و در نمونه xCB-1LD نیز 36.62 S/m بدست آمد. ارزیابی تصاویر میکروسکوپی نیز تشکیل مسیرهای رسانا در ساختار را تایید می کند. برای بررسی خواص مکانیکی آزمون استحکام کششی انجام شد. با افزایش فاز رسانای کربنی در مرز گرانولها به سبب ایجاد عیوب ساختاری روند کاهشی استحکام تسلیم در دو دسته ساختار سگرگیت مشاهده شد. با افزایش درصد وزنی کربن سیاه از 1 به 2 درصد وزنی بهبود 20 تا 40 درصدی استحکام تسلیم و 7 تا 22 درصدی مدول یانگ در ساختارهای سگرگیت xCB-HD و xCB-1LD شد.

کلیدواژه‌ها

• ساختار سگرگیت
• خواص مکانیکی
• رسانایی الکتریکی
• کامپوزیت پایه پلیمری
• استحکام تسلیم
• مدول یانگ

موضوعات

• مواد پیشرفته

---

عنوان مقاله [English]

Effect of Presence LDPE on Mechanical and Electrical Properties of CB/HDPE Segregated Structure

نویسندگان [English]

• seyed mehran teimoury
• samane sahebian
• Seyed Abdolkarim Sajjadi

Department of Material science and Engineering, faculty of engineering, Ferdowsi university of Mashhad, Mashhad, Iran.

چکیده [English]

Considering the application of conductive polymer composites with segregated structure in electronics and aerospace industries, there is important to investigate their mechanical properties. In this research, High Density Polyethylene (HDPE), Carbon Black (CB) as conductive phase and Low Density Polyethylene (LDPE) were used as reinforcing phase to make composite. For Sample preparation first, mechanical mixing and hot pressing was selected. The conductivity of the samples was measured to ensure the formation of segregated structure. The results showed that the conductivity in composites with segregated structure has more conductivity than the polymer matrix and composites with random distribution.

Analysis of microscopic images also confirmed the results of electrical conductivity. carbon black compeletely covered the surface of HDPE granuls.Besides, the mechanical properties was performed by tensile strength test. The addition of CB phase alone improved the yield strength and Young's modulus, while the addition of 0.5% CB had no effect on the improvement.

کلیدواژه‌ها [English]

• Segregated Structure
• Mechanical Properties
• Electrical Conductivity
• Conductive Polymer Composites
• Yield Strength
• Young'
• s Modulus