The Development and Characterization of Epoxy-Silicone Blends as a Matrix for Antistatic Composites

Bc. Marek Jurča

Master's thesis

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá modifikací epoxidové pryskyřice (ER) na bázi diglycidyl etheru bisfenolu A (DGEBA) polydimethylsiloxanem (PDMS). Epoxidový monomer byl vytvrzen diethylentriaminem (DETA) v přítomnosti dikumylperoxidu (DCP), který byl použit jako síťovadlo pro PDMS. Přidáním PDMS do ER vzniká fázově oddělená struktura tvořená elastomerními doménami dispergovanými v epoxidové fázi. Polymerní směsi byly studovány pomocí DMA, DSC, reologické analýzy, Charpyho rázového testu a rastrovací elektronové mikroskopie. DMA data a dosažená hodnota rázové pevnosti pro vzorky s PDMS (10 hm.%) za přítomnosti DCP (2 hm.%) v ER ukazují na nejvyšší mezifázovou kompatibilitu mezi PDMS a ER. Byly připraveny kompozity na bázi směsí ER/PDMS plněné vodivými plnivy (karbonylové železo a nikl). Dielektrická spektroskopie a měření elektrické vodivosti prokázalo významnou závislost elektrických vlastností těchto systémů jak na složení směsí tak typu a koncentraci plniv. Perkolačního prahu bylo dosaženo při 5 obj.% částic niklu (o průměru 3 ?m) v polymerním kompozitu.

Abstract:

This diploma work deals with the modification of epoxy resin (ER) based on diglycidyl ether bisfenol A (DGEBA) by polydimethylsiloxane (PDMS). The epoxy monomer was cured with diethylentriamine (DETA) as a hardener in the presence of dicumyl peroxide (DCP) as a crosslinking agent of PDMS. The addition of PDMS to ER gives rise to a phase-separated structure consisting of elastomer domains dispersed in the epoxy phase. Methods as DMA, DSC, reological analysis, Charpy impact test and SEM were used for study of polymer blends. The DMA data and achieved value of impact strength for the samples with PDMS (10 wt.%) in the presence of DCP (2 wt.%) in ER indicate the highest interfacial compatibility between PDMS and ER. Composites on the basis of ER/PDMS blends filled with conductive filler (carbonyl iron and nickel) were prepared. Dielectric spectroscopy and electrical conductivity measurement have shown significant dependence of composites' electrical properties on both composition of blends as well as the type and concentration of fillers. Percolation threshold was reached at 5 vol.% for nickel particles (diameter 3 ?m) in polymer composite.

Keywords

epoxidová pryskyřice, polymerní směs, houževnatost, elektrická vodivost

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 5. 2017

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Jarmila Vilčáková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Master programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Polymer Engineering