Preparation of conductive composites based on thermoplastic matrix, graphite and carbon black

V důsledku rozvíjejících se ekonomik roste poptávka po zdrojích elektrické energie. S tím ale souvisí i otázka rovnoměrného pokrytí elektrické energie v průběhu dne. Tuto problematiku by měly řešit tzv. konvertory elektrické energie v podobě klasických akumulátorů, palivových článků, redoxních průtočných baterií apod. Tato práce má za cíl porovnat přípravu a mechanické vlastnosti vodivých kompozitů na bázi termoplastického pojiva (vysokotekutý polypropylen random kopolymer) a jako vodivých přísad tří typů grafitů (jemný syntetický, hrubý syntetický a přírodní) v kombinaci se třemi typy sazí o různém měrném povrchu. Smyslem práce je nalézt směr vhodné kombinace grafitu a sazí s cílem dosažení co nejlepších vodivostních charakteristik, mechanických vlastností a rovněž i zpracovatelnosti. Pro jednoduchost byly vždy připravovány směsi jednoho typu grafitu a sazí pro dva různé poměry. Tyto nové kompozitní materiály by měly nalézt uplatnění např. jako levné alternativy bipolárních desek. Bylo potvrzeno, že přísady s vysokým měrným povrchem snižují limit maximálního obsahu vodivých složek, čímž mohou negativně ovlivnit výslednou vodivost kompozitu. Na druhou stranu vyztužující charakter jemných částic zvyšuje mechanickou pevnost, avšak na úkor zhoršené zpracovatelnosti a vyšší křehkosti.As a result of emerging economies, demand for electricity is growing. However, the issue of even electricity coverage during the day is also related to this. This problem should be solved by the so-called electric energy converters in the form of classical accumulators, fuel cells, redox flow batteries, etc. This work aims to compare the preparation and mechanical properties of conductive composites based on thermoplastic binder (random copolymer) and a conductive additives of three graphite types (fine synthetic, rough synthetic and natural) in combination with three types of carbon black of different specific surface. The purpose of this work is to find a suitable combination of graphite and carbon black with the aim of achieving the best conductivity characteristics, mechanical properties as well as workability. For simplicity, mixtures of one type of graphite and carbon black have always been prepared for two different ratios. These new composite materials should be used, for example, as a cheap alternative to bipolar plates. It has been confirmed that high specific surface additives reduce the maximum content of conductive components, thereby adversely affecting the resulting conductivity of the composite. On the other hand, the reinforcing nature of fine particles increases mechanical strength, but at the expense of worse workability and higher brittleness