Nanokompozity na bázi plněného epoxid-silikonu:Studium mechanických a elektrických vlastností

Ing. Lenka KUTĚJOVÁ

Doctoral thesis

Epoxy-silicone filled nanocomposites:Study of mechanical and electrical properties

Abstract:

Práce je zaměřena na modifikaci křehké epoxidové matrice silikonovým elastomerem s cílem zlepšit houževnatost bez významného snížení modulu, teploty skelného přechodu a mezifázové adheze a získání elektricky vodivých nanokompozitů. Důraz byl kladen na technologii přípravy epoxid-silikonového polymerního systému s řízenou morfologií a fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Za tímto účelem byla smíchána epoxidová pryskyřice na bázi diglycidyl ether bisphenol A s různým podílem a typy polydimethylsiloxanů. Síťování bylo provedeno za použití diethylentriaminu a dikumyl peroxidu jako kompatibilizátoru. Tyto polymerní směsi byly následně naplněny sazemi nebo uhlíkovými nanotrubkami, aby se získaly elektrovodivé systémy. Bylo zjištěno, že mechanické vlastnosti takových nanokompozitů jsou ovlivňovány mikrostrukturou vícefázového systému epoxid-silikonového polymeru, který je zase určován přítomností nebo nepřítomností mezifázové kompatibility mezi dvěma polymerními fázemi. Elektrické vlastnosti nanokompozitů velmi závisí na štíhlostním poměru plniva, koncentraci plniva a do určité míry na složení polymerní matrice. Výše uvedené typy vodivých materiálů mohou být použity jako vodivá lepidla, izolační materiály pro elektromagnetickou interferenci (EMI), antistatický povlak, atd.

Abstract:

The work is focused on the modification of the brittle epoxy matrix by silicone elastomer with a view to improve the toughness characteristics without significant reduction of modulus, glass transition temperature and interfacial adhesion, and, to obtain conductive nanocomposites. The emphasis has been put on the preparation technology of epoxy-silicone polymer system with controlled morphology and mechanical properties. To this end, epoxy resins based on diglycidyl ether bisfenol A and different types and content of polydimethylsiloxanes were mixed. Curing was carried out using diethylentriamine hardener and dicumyl peroxides as compatibilizator. These polymer blends were subsequently filled with carbon black or carbon nanotubes to obtain electroconductive systems. It has been established that mechanical properties of such nanocomposites are influenced by the microstructure of the multiphase epoxy-silicone polymer system, which in turn is determined by the presence or absence of interphase compatibility between two polymer phases. The electrical properties of nanocomposites heavily depend on filler aspect ratio, filler content, and, to some extent, on polymer matrix composition. Aforementioned types of conductive materials can be used as conductive adhesives, electromagnetic interference (EMI) isolation materials, antistatic coatings, etc.

Keywords

Vícefázový polymerní systém, vodivé kompozity, saze, uhlíkové nanotuby, plniva, fyzikálně- mechanické vlastnost, elektrické vlastnosti.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 1. 9. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 9. 11. 2017
• Supervisor: doc. Ing. Jarmila Vilčáková, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Technology

Doctoral programme / field:
Chemistry and Materials Technology / Technology of Macromolecular Compounds