Karbon siyahı etilen-propilen-dien (EPDM) doğal kauçuk (NR) karışımlarının elektriksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Polimerler uzun yıllar elektriksel açıdan yalıtkan malzemeler olarak kullanılmıştır. Polimerlerin de iletken karaktere sahip olabileceğinin anlaşılması üzerine bu konudaki bilimsel çalışmalar hız kazanmıştır. Polimerlerde iletkenlik terimi iki farklı mekanizmayı ifade eder. Birinci grup polimerlerin kendisi yalıtkan olup, içerisine karbon siyahı, metal fiberleri, kısa grafit lifleri, metal kaplı cam fiberler gibi iletken dolgu malzemeleri karıştırılarak iletkenlik özelliği kazandırılır. Bu kompozitlerin elektriksel davranışları perkolasyon modeli ile açıklanır. Bu modelde direnç değerinin kompozit içerisindeki dolgu maddesinin (%) hacimsel oranı ile değişimi incelenir. İkinci grup polimerler ise sahip oldukları konjuge çift bağlardan dolayı kendiliğinden iletken karaktere sahiptir. Bu çalışmada farklı oranlarda EPDM/NR karışımı yalıtkan elastomer içine 40 PHR (yüz kısım kauçuk) ve 50 PHR oranında karbon siyahı karıştırılarak iletken elastomer kompozitler elde edilmiştir. Hazırlanan örneklerin dirençleri serbest halde ve farklı basınçlar altında ölçülüp iletkenlik, özdirenç ve öziletkenlik değerleri hesaplanarak kıyaslanmıştır. EPDM ve NR karışımlarında faz uyuşmazlığına rağmen iyi sonuçlar elde edilmiştir. 40 PHR ve 50 PHR kompozitlerindeki dolgu maddesi oranı ve uygulanan basınç iletkenliği artırıcı etki yapmıştır.

Polymers have been used as electrically insulating materials for many years. Upon understanding that polymers can have conductive character, scientific studies have accelerated. The term conductivity in polymers refers to two different mechanisms. The first group of polymers itself is an insulator, and the conductivity property is added by mixing carbon black, metal fibers, short graphite fibers, metal coated glass fibers. In this model, the change of the resistance value of the filling material (%) in the composite with the volumetric ratio is examined. The second group of polymers have a self-conducting character due to their conjugated double bonds. In this study, 40 PHR (parts per hundred of rubber) and 50 PHR of carbon black were mixed into an insulating elastomer with different ratios of EPDM/NR mixtures and conductive elastomer composite was obtained. The resistances of the prepared samples were measured under free pressures under different pressures and the conductivity, resistivity and conductivity values were calculated and compared. Good results have been achieved despite phase mismatch in EPDM and NR mixtures. The additive ratio in the 40 PHR and 50 PHR composites affected conductivity. The ratio of fillers in 40 PHR and 50 PHR composites and the applied pressure have increased conductivity.