Synthesis and characterization of electroconducting composite materials based on biodegradable polymers and metal powders

Kompozitni materijali dobijaju sve veću industrijsku primenu u svetu.Kompoziti bazirani na polimerima sa provodnim puniocima su u novije vreme u širemistraživačkom fokusu pre svega zbog njihovog rastućeg značaja sa gledišta primene.Prirodni polimeri na bazi obnovljivih materijala sa dodatkom odabranih punioca moguse direktno koristiti kao savremeni materijali u: elektronici, medicini, industriji, kaokontaktni provodni materijali, elektromagnetni i radiotalasni štitovi, fototermalni optičkisnimači, elektronski nosevi osetljivi na određene hemikalije, ali i kao ekonomskiprihvatljiviji katalizatori. U tezi su prikazani eksperimentalni rezultati istraživanjasvojstava kompozitnih materijala na bazi lignocelulozne matrice (LC) punjenihelektrolitičkim bakarnim prahom i hemijski dobijenim srebrnim prahom. Udeо metalnihpunilaca u kompozitnim materijalima u ispitnim uzorcima variran je u opsegu od 1.6-30% (v/v), a uzorci su pripremljeni kompaktiranjem-presovanjem. U eksperimentalnomdelu za analizu i karakterizaciju polaznih konstituenata i istraživanih kompozitakorišćene su različite eksperimentalne metode i tehnike. Mikrostrukturna i morfološkaanaliza vršena je primenom skening elektronske mikroskopije (SEM) i optičkemikroskopije. Određena je veličina i distribucija čestica konstituenata, kao i gustina,poroznost i električna provodnost kompozita u zavisnosti od udela punilaca.Тeza se bavi sintezom i karakterizacijom elektroprovodnih kompozitnihmaterijala pripremljenih hladnim presovanjem mešavina lignoceluloze i elektrohemijskidobijenog bakarnog praha i hemijski dobijenog srebrnog praha pri različitim pritiscima,kao i ispitivanjem uticaja veličine i morfologije čestica na provodnost i perkolacioniprag dobijenih kompozita. Karakterizacija je uključivala različite tehnike ispitivanja:SEM, TGA, DSC, X-ray, FTIR, raspodelu veličina čestica i merenja provodnostimetodama DC U/I i impedansnom spektroskopijom.Rezultati su pokazali da oblik i morfologija čestica punioca igra značajnu uloguna pojavu i ponašanje električne provodnosti pripremljenih uzoraka i pojavu...Composite materials are gaining increasing industrial applications worldwide.Composites based on polymers with conductive fillers have been recently in the widerresearch focus primarily because of their growing importance from the point ofapplication. Natural polymers based on renewable materials with selected fillers can beused directly as contemporary materials in: electronics, medicine, industry, as contactconductive materials, electromagnetic and radio wave shields, photothermal opticalrecorders, electronic noses sensitive to certain chemicals, as well as economicallyacceptable catalysts. In this thesis the results of experimental studies of the properties ofcomposite materials based on lignocellulosic matrix (LC) filled with electrolytic copperpowder and chemically obtained silver powder are presented. Volume fractions of metalfillers in the composite materials in tested samples were varied in the range of 1.6-30%(v/v), and the samples were prepared by compression – cold pressing. In theexperimental part of the analysis and characterization of the starting constituents andstudied composites different experimental methods and techniques were used.Microstructural and morphological analysis were performed using scanning electronmicroscopy (SEM) and optical microscopy. Particle size and distribution of theconstituents, as well as density, porosity and electrical conductivity of compositesdepending on the volume fraction of the fillers were determined.This thesis deals with the synthesis and characterization of conductive compositematerials prepared by cold pressing of mixtures of lignocellulose and electrodepositedcopper powder and chemically deposited silver powder obtained at different pressures,as well as examination of the influence of particle size and morphology on theconductivity and percolation threshold of the composites. Characterization included avariety of testing techniques: SEM, TGA, DSC, X-ray, FTIR, particle size distributionand conductivity measurement by DC U/I method and impedance spectroscopy..