Conductive coating materials

Abstract

Bu çalışmada, iki değişik karıştırma yöntemi (öğütme ve mekanik karıştırma)uygulanarak epoksi reçine ve karbon siyahından oluşan iletken kaplamamalzemeleri hazırlanmıştır. Karbon siyahı ilavesinin, ultrasonik karıştırmazamanının, kullanılan iki değişik karıştırma yönteminin ve karbon siyahının yüzeydeğişikliğinin yapısal, elektriksel ve mekanik özellikler üzerine olan etkileriincelenmiştir.Deney sonuçlarına göre, öğütme yönteminin çok daha verimli olduğu anlaşılmıştırve bu yöntem uygulanılarak elde edilen malzemede kritik karışım değeri hacimce %2 olarak bulunmuştur. Bu karışımla elde edilen malzemenin elektriksel direnciyaklaşık 107 ohm.cm'dir. Ayrıca, yine öğütme yöntemi ile elde edilen örneklerdekarbon siyahı miktarının artışıyla, sertlik değerleri artmış fakat çarpma enerjisi veyapışma kuvveti azalmıştır.Elektriksel direnci daha fazla miktarda azaltmak için öğütme yöntemi ile hazırlananhacimce % 2 karbon siyahı içeren örneklere ultrasonik karıştırma uygulanmıştır. Üçfarklı ultrasonik karıştırma zamanı denenmiş, fakat elektriksel özellikler üzerindeolumlu bir etki gözlenmemiştir.Karbon siyahı katılması malzemenin işlenebilirliğini zorlaştırdığı için, karbonsiyahının yüzeyini değişik silan bağlayıcıları ve formamid ile değiştirerek istenenelektriksel iletkenliği daha düşük kritik bileşimlerde elde etmek amaçlanmıştır.Eletriksel iletkenlik açısından en iyi sonuç, öğütme yöntemi kullanılarak hazırlananve formamid ile yüzeyi değiştirilen karbon siyahı ile üretilen malzemede eldeedilmiştir. Hacimce % 1 karbon siyahı derişiminde elektriksel direnç yaklaşık 106ohm.cm olarak bulunmuştur, bu değer yüzeyi modifiye edilmemiş karbon siyahı ileüretilen malzemenin elektriksel direncinden 1000 kat daha küçüktür.Anahtar Sözcükler: epoksi, karbon siyahı, elektriksel iletkenlik, mekanik özellikler

In this study, electrically conductive coating materials composed of epoxy resin andcarbon black (CB) were prepared by applying two different mixing techniques(Grinding and Mechanical Mixing). The effect of carbon black addition,ultrasonication, mixing type and surface modification of carbon black on themorphologies, electrical and mechanical properties of the composites wereinvestigated.According to test results, Grinding Method is much more efficient and for thismethod, percolation concentration was found as 2 vol %. The electrical resistivityvalue obtained at this composition is around 107 ohm.cm. Also, for the samplesprepared by Grinding Method, the hardness increased by adding conductive filler,but the impact energy and adhesive strength decreased with increasing carbonblack content.Ultrasonication was applied to the samples containing 2 vol % CB obtained byGrinding Method to reduce the electrical resistivity further. Three different ultrasonicmixing times were tried, however, no positive effect was observed on electrical andmechanical properties.Since the addition of carbon black has a negative effect on the processability of themixture, it was aimed to obtain desired conductivity value at lower percolationconcentration by modifying carbon black surface with different silane couplingagents and formamide. The best result in terms of electrical conductivity wasobtained for the materials produced with formamide treated carbon black byGrinding Method. At 1 vol % concentration, the electrical resistivity was found asapproximately 106 ohm.cm which is three orders smaller than the resistivity ofmaterials prepared with untreated carbon black.Keywords: epoxy, carbon black, electrical conductivity, mechanical properties