Способ повышения электропроводности изделий из термореактивных и термопластичных пластмасс
О П И СА Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
280 8 23
Союз Советских
Социаттистических .
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 31.1.1966 (№ 1053126/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано ЗО.Х!.1971. Бюллегень ¹ 36
Дата опубликования описания 16.III.1972
МПК В 29с 25/00
С 08j 1/02 йомитвт оо делам изобретений и открытие ори Совете Министров
СССР
УДК 678.029.7(088.8) Лвторы изобретения
Заявитель
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЗЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ ТЕРМОРЕАКТИВНЫХ И ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПЛАСТМАСС
Изобретение относится к способу повышения электропроводности изделий из термореактивных и термопластичных пластмасс, содержащих токопроводящий наполнитель.
Известен способ повышения электропроводности полимерных материалов, по которому в материалы вводят токопроводящие наполнители, а затем помещают их (когда связующее еще находится в неотвержденном или пластичном состоянии), в магнитное поле, Это вызывает ориентацию наполпителя, создание цепочечпых структур и тем самым повышает электропроводность.
Однако такой способ повышения электропроводности зависит от технологии изготовления конкретного материала.
Было обнаружено, что электропроводность (величина, обратная удельному объемному сопротивлению) готовых полимерных материалов, содержащих токопроводящий наполнитель (порошкообразные металлы, графит и другие), можно в значительной степени повысить, если подвергнуть готовый материал действию переменного высокочастотного электрического поля высокого напряжения. Это поле создается с помощью, например, аппарата
Д Лрсонваля, образующего искровые разряды импульсного тока высокого напряжения.
Возрастание электропроводности до настоящего времени не имеет строгого научного обоснования. Однако оно, по-видимому, связано с улучшением электрического контакта между частицами токопроводящего наполнителя и увеличением количества токопроводящих цепочечных структур внутри материала, Это явление имеет необратимый характер, и достигнутое в результате такого рода обработки повышение электропроводности сохраняется после ее прекращения. Необратимость
10 полученного эффекта подтверждается данными по результатам старения образцов отвержденной эпоксидной смолы, наполненной карбонильным никелем или медным порошком в количестве порядка 40 вес. %. После испыта1s ния в течение одного года заметного изменения в достигнутом уровне электропроводности не наблюдается.
Описываемый в данном изобретении техни20 ческий эффект может быть достигнут при необходимой концентрации токопроводящего наполнителя. Оптимальным содержанием наполнителя слсдует считать концентрацию его около 35 — 40 вес. % . При малой концентрации
25 электропроводность не повышается даже при длительной (5 — 8 мин) обработке. У высоконаполненных образцов, содержащих 100 и более вес. % наполнителя, с малым удельным сопротивлением (порядка 1 ом. см и меньше)
30 при обработке наолюдается лишь незначи280823 з тельное (5 — 10 /о ) повышение электропроводности, имеющее также необратимый характер.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Для генерирования импульсного тока используют аппарат Д Арсонваля. При этом напряжение составляет 100000 в, сила тока порядка 50 ма, а частота порядка 10 ги.
Берут образец наполненного материала, полностью изготовленный по обычной технологии, или готовое изделие из него. В течение нескольких секунд (1 — 20) в зависимости от размеров образца и скорости обработки в любом направлении вдоль него проводят, например, вакуум-электродом или металлической кисточкой, «облучая» его таким образом. Вакуум-электрод может быть плотно прижат к поверхности полимера, а также может находиться от него на расстоянии в несколько мил5 лиметров, так чтобы между электродом и поверхностью образца проходили искровые разряды.
В табл. 1 показано влияние искровой обра10 ботки на различные материалы, наполненные металлическими порошками или графитом; в 1абл. 2 — влияние продолжительности искровой обработки на электрическое сопротивление полимеров, наполненных порошками металлов
15 или графитом.
Таблица 1
Исходное электрическое сопротивление, ом см
Удельное сопротивление материала после обработкии, ом. см .
Режим обработки искровым разрядом
Наполнитель
Связующее
1 — 5. 10з
10 30
Никелевый порошок карбонильный, 42 вес. о/о
Обрабочка по поверхности в течение
10 сек
1о же
2 101з
100 130
Железный порошок карбонильный, 42 вес, Медный порошок, 42 вес. /о
Пудра алюминиевая, 21 вес.
Графит коллоидный С-1, 35 вес. /о
Железный порошок карбонильный, 36 вес. /о
То же
0,5 10з
2,7 10»
0,3 10
5,1 10"
10 20
0,2 10
1,5 — 1,6 10з
1,6 — 1,9 10
2,3 10"
16 — 25 10з
Железный порошок карбонильный, 36 вес. /о
1,4.10 з
0,3 — 0,5 103
Железный порошок карбони.пьный, 44 вес. о/о
Таблица 2
Исходное электрическое сопротивление, ом см
Сопротивление после
3 сек обработкии, ом см
Сопротивление после
10 сек ооработки, ом. см
Сопротивление после
30 сею обработки, ом. см
Режим обработки искроСвязующее
Наполнитель вым p33pHjloM
2. ЦРз
Обраоотка по поверхности
0,2 10з
Эпоксиднодиановая смола ЭД-5, отвержденная полиэгиленполиаминами
То же
0 12.10з 0 7.10з
Железный порошок карбонильный, 42 вес.
Графит коллоидный
С-1, 35 вес.
Железный порошок карбонильный 44 вес. о/о
Железный порошок карбонильный 44 вес. о/о
Железный порошок карбонильный, 80 вес о
0,3 10
0,7 10
1,2 1012
0,35 10, То жс
2,1 10"
0,4 10
6,1 10з
0,2 10
1 10з
1,6 10з
0,18 10 1.10
Полиметакрилат
АСТ-Т
Полиуретан ПУ-2
2,9.10з
0,55 10з
4,5 10-
0,7 10з
Компаунд МБК-!
Предмет изобретения
Способ повышения электропроводности изделий из термореактивных и термопластичных 60 пластмасс, содержащих токопроводящий наСоставитель А. Буяновский
Тсхред T. Ускова
1 едактор Е. Поздняк
К ор ректор ы: Е. Миронова и Н. Шевченко
Изд _#_0 147
Заказ 444, 15
Тираж 473
Подписное
Типография, пр. Сапунова, 2
Эпоксиднодиановая смола ЭД-5, отвержденная полиэтиленполиаминами
Эпсксикремнийорганическая смола «Декалит-6», отвержденная олигоамидной смо.пой Л-20
Смола полихлорвиниловая, пластифицированная дибутилфталатом в соотношении 10:4
Поливинилбутираль полнитель, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса и улучшения стабильности электрических характеристик, изделие подвергают действию искровых разрядов импульсного тока высокого напряжения.
