تاثیر توزیع کربن‌سیاه در پلی‌اتیلن بر رسانایی و محافظت در برابر امواج الکترومغناطیس

نوع مقاله : علمی و پژوهشی

نویسندگان

• سمانه صاحبیان
• محسن حداد سبزوار
• علی شجری
• فاطمه نجارنیا

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

10.22067/jmme.2024.80076.1096

چکیده

استفاده از توزیع تجمعی فاز ثانویه در کامپوزیت یکی از راه‌های موثر برای کاهش آستانه نفوذ الکتریکی، افزایش رسانایی و بهبود محافظت ماده در برابر امواج الکترومغناطیس می‌باشد. در این پژوهش از فرآیند اختلاط مکانیکی و پرس گرم برای ساخت کامپوزیت‌های پلی‌اتیلن/کربن‌سیاه، با توزیع تجمعی و تصادفی استفاده شد. تصاویر میکروسکوپی الکترونی نشان داد که در طی فرایند اختلاط مکانیکی، پوشش‌دهی پلیمر با کربن‌سیاه به خوبی انجام شده است. علاوه براین، نتایج انطباق مطلوبی را بین پوشش دهی مطلوب کربن بلک بر سطح پلی اتیلن با دانسیته بالا و بهبود رسانایی الکتریکی در ساختار سگرگیت را نشان می دهد. در نمونه حاوی 2 درصد وزنی کربن‌سیاه با ایجاد ساختار تجمعی رسانایی الکتریکی نسبت به ساختار تصادفی، حدود 3000 برابر افزایش یافت. با استفاده از آزمون تحلیلگر شبکه برداری مشاهده شد با افزایش میزان کربن‌سیاه از 2 به 5 درصد وزنی، بیشینه میزان محافظت الکترومغناطیس کامپوزیت از6 dB به dB 16 افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها

• کامپوزیت پلیمری رسانا
• محافظت الکترومغناطیس
• رسانایی الکتریکی
• توزیع سگرگیت
• کربن-سیاه

موضوعات

• مواد پیشرفته

---

عنوان مقاله [English]

Effect of Carbon Black Distribution on Conductivity and Electromagnetic Interference Shielding Properties of Polyethylene composite

نویسندگان [English]

• samane sahebian
• mohsen hadad
• ali shajari
• fatemeh najjarnia

Department of Metallurgy and Materials Engineering, ferdowsi University of mashhad, mashhad, khorasa razavi, iran

چکیده [English]

The application of conductive particles with segregated distribution in the polymeric matrices is one of the most effective ways to reduce percolation threshold, increase conductivity, and improve electromagnetic interference (EMI) shielding properties. In this study, mechanical mixing and hot compression molding were used to fabricate polyethylene/carbon black composite with segregate structure and random distributions. Scanning electron microscope images showed that during the mechanical mixing process, the polymeric granules were well coated with carbon black. besides, there is good relation between conductivity and well dispersed of carbon black on the surface of HDPE granules. The electrical conductivity of segregated structure composite ( 2 wt% carbon black) increased about 3000 times compared to the random structure(2%wt carbon black). Using the vector network analyzer, it was revealed that by increasing the black carbon content from 2 to 5 wt%, the maximum EMI shielding effectiveness of the composite increased from 6 dB to 16 dB, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

• conductive polymer composite
• conductive property
• segregated structure
• carbon black
• Electromagnetic Interference Shielding Property