|
|
اثر پدیده تورم بر تغییر رفتار الکتریکی کامپوزیت لاستیک نیتریل/گرافیت و شکست ساختار شبکه گرافیت
|
|
|
|
|
نویسنده
|
خبیری محمد ,سعادت تقرودی میلاد ,پورحسینی محمدرضا ,رضویزاده محمود ,عباسی مشهود
|
منبع
|
پژوهش هاي كاربردي مهندسي شيمي - پليمر - 1399 - دوره : 4 - شماره : 3 - صفحه:3 -13
|
|
|
چکیده
|
حساسیت رسانایی الکتریکی کامپوزیتهای لاستیکی حاوی پرکنندههای رسانا به کرنشهای تورمی، پدیدهای است که میتواند موجب توسعه حسگرهای تشخیص نوع و یا نشتی مایعات هیدروکربنی شود. تغییر ساختار شبکه پرکننده در کامپوزیت رسانای متورم شده، کاهش فراوانی تونل زنی ذرات رسانا و اتصال آنها به یکدیگر را درپی دارد. این رفتار میتواند علامتی برای سیستم آشکارساز حلال یا سوخت هیدروکربنی در حسگرهای انعطافپذیر باشد. در این تحقیق نمونههای کامپوزیت نیتریل/گرافیت با غلظتهای 20، 30، 40، 50، 60، 70 و phr80 از ذرات گرافیت تهیه و مشخصات الکتریکی آنها اندازهگیری شد. تغییر مقاومت الکتریکی نمونههای لاستیک نیتریل/گرافیت در ازای افزایش محتوی ذرات گرافیت، مواجهه با تولوئن و تکرار دورهای فرایند تورم/ بازیابی برای هر نمونه بررسی گردید. حساسیت کامپوزیتهای حاوی غلظتهای بالاتر از آستانه همپوشانی phr 53.5 از ذرات گرافیت به تغییرات رسانایی ناشی از پدیده تورم برای کاربری حسگری مناسب است. همچنین تغییرات افزایشی مقاومت الکتریکی نمونههای غوطهور در حلال تولوئن اندازه گیری و مشاهده شد که همه نمونهها در نهایت به عایق الکتریکی تبدیل شدند. به منظور مطالعه تکرارپذیری عملکرد سنسور، نمونههای با غلظت 60، 70 و phr 80 برای سه دوره متورم و بازیابی شدند، که رسانایی نمونه قبل از تورم دوم و سوم نسبت به رسانایی قبل از تورم اول کمتر است. این اختلاف در نمونه حاوی phr 80 ذرات گرافیت بسیار ناچیز است. روند تغییر مقاومت الکتریکی در تورم دوم نسبت به تورم اول تفاوت قابل ملاحظهای دارد. ولی این تفاوت بین دومین و سومین تکرار تورم کمتر است. این پدیده برای هر سه نمونه اتفاق افتاده است که میتواند به فرایند مولینز تشبیه شود.
|
کلیدواژه
|
کامپوزیت لاستیک نیتریل/گرافیت، تورم، ساختار شبکه پرکننده، مقاومت الکتریکی، حسگر انعطاف پذیر
|
آدرس
|
دانشگاه صنعتى مالک اشتر, مجتمع دانشگاهى مواد و فناورى هاى ساخت, ایران, دانشگاه صنعتى مالک اشتر, مجتمع دانشگاهى مواد و فناورى هاى ساخت, ایران, دانشگاه صنعتى مالک اشتر, مجتمع دانشگاهى مواد و فناورى هاى ساخت, ایران, دانشگاه صنعتى مالک اشتر, مجتمع دانشگاهى مواد و فناورى هاى ساخت, ایران, دانشگاه صنعتى مالک اشتر, مجتمع دانشگاهى مواد و فناورى هاى ساخت, ایران
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Effect of swelling on the electrical behavior of nitrile/graphite rubber composite and break down of graphite network
|
|
|
Authors
|
Razavizadeh Mahmoud ,Abbasi Mashhood ,Saadat Tagharoodi Milad ,Pourhossainy Mohammad Reza ,khabiri mohammad
|
Abstract
|
Research subject: The sensitivity of electrical conductivity of rubber/conductive filler composites against swelling strains is a phenomenon that can lead to the creation of sensors to detect the type or leakage of hydrocarbon liquids. In the swollen conductive composites, the variation of filler network structure reduces the Statistical frequency of the tunneling and interconnection of conductive particles. This behavior can be a sign for a solvent or hydrocarbon fuel detector system in a flexible sensors.Research approach: In this study, nitrile rubber/graphite composite samples with several concentrations (20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80phr) of graphite particles were prepared and their electrical characteristics were measured. The changes in the electrical resistance of nitrile rubber /graphite samples were investigated based on increasing the content of graphite particles, immerse to toluene, and repeating the period of the swelling/recovery process for each sample.Main results: The sensitivity of composites with higher concentrations than the percolation threshold (53.5phr of graphite particles) to the conductivity changes due to the swelling phenomenon is appropriate for use in the sensor. Also, incremental changes in the electrical resistance of the samples immersed in the toluene solvent were measured and it was observed that all the samples were eventually converted to electrical insulation. In order to study the repeatability performance of sensor, samples with 60, 70 and 80phr of filler were swelled and recovered for three periods, which is less than the conductivity of the sample before the second and third swelling process compared to the conductivity before the first one. This difference is very small in the sample containing 80phr of graphite particles. The trend of change in electrical resistance is significantly different in the second swelling process compared to the primary swelling. But there is little difference between the third swelling process and the second one. This phenomenon has occurred for all three samples, which can be observed to be similar to Mullins effect.
|
Keywords
|
Swelling ,Filler network structure ,Electrical resistance ,Flexible sensor
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|