Plastics_11_2013

w w w . p l a s t i c s . r u 48 СПЕЦТЕМА/ СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПЛАСТМАССЫ П Л А С Т И К С № 1 1 ( 1 2 9 ) 2 0 1 3 В случае применения углеродных воло- кон увеличение содержания наполнителя должно, как ожидается, снижать сопротив- ление. Интересно, что для одного и того же углеродного волокна, введенного в пять раз- личных термопластов, кривые зависимости сопротивления от концентрации волокон идентичны, а именно критическая объем- ная концентрация волокон приближается к 7% (об.). Это концентрация, при которой объемное сопротивление падает от 10 12 до 10 1 Ом·см. Во всех термопластичных матри- цах истирание углеродных волокон (изме- ряемое по уменьшению отношения длины к диаметру волокна) увеличивает сопротив- ление композита. Для придания электропроводности боль- шинство полимеров может быть наполнено металлическими частицами. Однако необ- ходимо учитывать специфические особен- ности возможных сочетаний. Например, для изготовления корпусов приборов, телевизо- ров и других устройствшироко применяются АБС и ПК, но медь, как известно, вызывает деструкцию ПК, так что в этом случае часто оказывается предпочтение другому напол- нителю. Высокопроводящие композиты могут производиться с низкими концентрация- ми металлических наполнителей, если их аспектное отношение L/D (отношение длины волокна L к его диаметру D) высо- кое. Вообще отношение L/D имеет большое значение при переработке таких материалов. Металлические волокна лучше выдержива- ют переработку, чемметаллизированные сте- клянные или углеродные волокна. Волокна из нержавеющей стали при загрузке 1% (об.) позволяют получить композит с затухани- ем радиочастотного сигнала до 50 дБ. Такие компаунды можно успешно перерабатывать в шнековых экструдерах и при желании окрашивать. Это можно использовать в ди- зайнерских целях, поскольку наполнители из технического углерода всегда дают только черные детали. Бельгийскими инженерами были созданы опытные образцы эластичных микросхем, растяжимые вдвое. Основой для эластичной электроники служат тонкие полоски сили- кона (точнее, полидиметилсилоксана). В их толщу исследователи имплантировали проводки из золота толщиной всего 4 мкм, покрытые для обеспечения лучшей спайки контактов слоем никеля толщиной 2 мкм. Особенностью подобного материала явля- ется то, что золотым нитям придали подко- вообразную форму и соединили их концы между собой. Поскольку золото — очень пластичный металл, то получился прово- дник, который можно растягивать, не об- рывая его. Ну а тонкие полоски силикона послужили не только защитной оболочкой для этих нежных ажурных проводов, но и изолятором: всю конструкцию можно смело окунать в воду. При этом внутрь полимера можно вставлять самые различные элек- тронные компоненты: датчики, антенны, излучатели или микрочипы. Электропроводящие компаунды играют решающую роль в успешном распростра- нении и миниатюризации электронных приборов. Под воздействием необходи- мости обеспечения чувствительных элек- тронных приборов недорогим средством защиты от угрозы электростатического разряда и интерференции электромаг- нитных полей или радиочастот рынок по- лимеров с электрической проводимостью, образованных из термопластов и проводя- щих наполнителей, становится большим и очень активным. Ученые университета Квинсленда и Школы физики UNSW (Австралия) доказа- ли, что если соединить тонкую металличе- скую пленку с листом пластика при помощи ионно-лучевой обработки, может получить- ся достаточно дешевый, прочный и в то же время гибкий материал, способный прово- дить электричество. Техника ионно-лучевой обработки широко используется в отрасли микроэлектроники, чтобы специально наде- лить такие полупроводники, как, например, силикон, электропроводимостью. История синтеза К полимерам, проводящим от природы (ICP), относятся такие соединения, как по- лианилины, политиофены, полипирролы, поли-3,4-этилендиокситиофен, полиацети- лены и другие. Наименование Структура Проводимость, Ом·см Полиацетилен 10 4 Полифенилен 10 3 Полипиррол 10 3 Политиофен 10 3 Полианилин 10 2 Полифениленвинилен 10 4 N H N H N H N H N H N H N H S S S S S Таблица 1. Виды, структура и проводимость ЭПМ