اثر پدیده تورم بر تغییر رفتار الکتریکی کامپوزیت لاستیک نیتریل/گرافیت و شکست ساختار شبکه گرافیت

حساسیت رسانایی الکتریکی کامپوزیت های لاستیکی حاوی پرکننده های رسانا به کرنش های تورمی، پدیده ای است که می تواند 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 می تواند علامتی برای سیستم آشکارساز حلال یا سوخت هیدروکربنی در حس گرهای انعطاف پذیر باشد. در این تحقیق نمونه های کامپوزیت نیتریل/گرافیت با غلظت های ۲۰، ۳۰، ۴۰، ۵۰، ۶۰، ۷۰ و phr۸۰ از ذرات گرافیت تهیه و مشخصات الکتریکی آنها اندازه گیری شد. تغییر مقاومت الکتریکی نمونه های لاستیک نیتریل/گرافیت در ازای افزایش محتوی ذرات گرافیت، مواجهه با تولوئن و تکرار دوره ای فرایند تورم/ بازیابی برای هر نمونه بررسی گردید. حساسیت کامپوزیت های حاوی غلظت های بالاتر از آستانه همپوشانی phr ۵/۵۳ از ذرات گرافیت به تغییرات رسانایی ناشی از پدیده تورم برای کاربری حسگری مناسب است. همچنین تغییرات افزایشی مقاومت الکتریکی نمونه های غوطه ور در حلال تولوئن اندازه گیری و مشاهده شد که همه نمونه ها در نهایت به عایق الکتریکی تبدیل شدند. به منظور مطالعه تکرارپذیری عملکرد سنسور، نمونه های با غلظت ۶۰، ۷۰ و phr ۸۰ 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 ۸۰ ذرات گرافیت بسیار ناچیز است. روند تغییر مقاومت الکتریکی در تورم دوم نسبت به تورم اول تفاوت قابل ملاحظه ای دارد. ولی این تفاوت بین دومین و سومین تکرار تورم کمتر است. این پدیده برای هر سه نمونه اتفاق افتاده است که می تواند به فرایند مولینز تشبیه شود.

کلیدواژه ها:

Nitrile rubber/graphite composite ، Swelling ، Filler network structure ، Electrical resistance ، Flexible sensor ، کامپوزیت لاستیک نیتریل/گرافیت ، تورم ، ساختار شبکه پرکننده ، مقاومت الکتریکی ، حسگر انعطاف پذیر