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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.14 No.1 pp.76-81
DOI :

Research Papers : Electrical Behavior of Manostructured Carbon Black-filled HDPE Composites: Influence of Silane Treatment of Carbon Blacks on PTC Characteristics

Soo Jin Park

Abstract

In this study, the silane coupling agent was used for the surface treatment of carbon blacks (CB) to reduce the negative temperature coefficient (NTC) of conductive CB/HDPE nanocomposites in the content of 0.1~O.5 wt%. The change in surface properties of carbon blacks was investigated by using FT-IR spectrometer. Also, the effects of CB content and particle size on positive temperature coefficient (PTC) behavior of the nanocomposites were studied. From the FT-IR absorption spectra results, the silane treatment on CB showed the absorption bands at 3450cm^-1 for r s,-oH and 1100cm^-1 for u s-ofH, respectively. This meant that silane coupling agent was effectively introduced on carbon black surfaces. The largest PTC intensity of the composites exhibited on the CB contents of 30wt% and particle size of 80~90nm. It was also found that the silane treatment promoted the disappearance of NTC phenomenon. This was probably due to the reduction of mobility of CB particles in the composites, resulting from the improved interfacial binding force between CB and polymer.

연구논문 : 나노구조 카본블랙/HDPE 복합재료의 전기적 특성: 실란 처리된 카본블랙이 PTC 특성에 미치는 영향

박수진,송수완

초록

본 연구에서는 전기 전도성을 띠는 CB/HDPE 나오 복합재료의 NTC(negative temperature coefficient) 현상을 제거하기 위하여 카본블랙을 실란 커플링제 0.1~0.5wt%의 함량비로 처리하였다. 실란 처리한 카본블랙의 표면 특성 변화는 FT-IR을 통하여 확인하였으며, 카본블랙 함량과 입자크기에 따른 PTC(positive temperature coefficient) 현상의 변화를 관찰하였다. 실험 결과, 실란 처리된 카본블랙은 3450cm^-1과 1100cm^-1 영역에서 Si-OH 피크와 Si-O-CH 피크를 각각 나타내었으며, 이는 실란 커플링제가 카본블랙의 표면에 효과적으로 도입되었음을 보여준다. 가장 큰 PTC 세기를 나타내는 경우는 카본블랙의 함량 30WT%와 입자크기 80~90nm로 만든 복합 재료였다. 또한, 실란 처리를 통해 CB/HDPE 복합재료의 NTC 현상이 사라짐을 확인할 수 있었는데, 이는 카본블랙과 수지간의 계면 결합력 향상에 따른 복합재료 내 카본블랙 입자들의 유동성이 감소하였기 때문이라 사료된다.

Figure

Table