Investigation of electrical properties of flexible electrically conductive polymer composites

Polimerler, elektriksel iletkenlik açısından genellikle yalıtkan olan malzemelerdir. Polimerleri elektriksel olarak iletken hale getirmek için polimer matrisine bazı iletken dolgu maddeleri ilave edilmelidir. Son yıllarda araştırmacılar ve endüstri için çekici bir konu olan iletken polimer kompozitlerde gözlenen eğilim, esnek iletken polimer kompozitlerin üretimidir. Esnek iletken polimer kompozitler elektriksel uygulamalar, mikroelectronik uygulamalar, tıbbi uygulamalar, gözetleme (sivil ve askeri uygulamalar), kontrol sistemleri için son derece uygun malzemelerdir. Bu çalışmada, ticari olarak uygulanabilir, endüstriyel olarak uygulanabilir, esnek, elektriksel olarak iletken, ölçüm aralığı açısından hassas, insan vücuduyla uyumlu ve şekil değiştirme sensörleri olarak kullanılabilen, elektriksel olarak iletken kompozitler ürettik. Termoplastik bir elastomer olan stiren-etilen-butilen-stiren (SEBS) kopolimeri, iyi esnekliğe ve mekanik dayanıma sahiptir ve bu nedenle bağlayıcı matris malzemesi olarak seçilmiştir. Karbon bazlı dolgular sınıfında yer alan indirgenmiş grafen oksit (rGO), mükemmel elektriksel özelliği ve göreceli olarak daha uygun fiyatlı olması nedeniyle iletken dolgu maddesi olarak seçilmiştir. SEBS / rGO iletken kompozitlerini hazırlamak için, SEBS uygun çözücü içinde çözülmüş ve çözeltiye rGO eklenmiştir. Kompozit çözeltisi daha sonra esnek kumaş üzerine çözeltiden döküm yöntemi ile kaplanmıştır ve oda sıcaklığında kurumaya bırakılmıştır. Sensörün elektromekanik davranışını araştırmak için numuneler %5, 7.5 ve 10 uzama altında 20 mm/dk ve 50 mm/dk hızlarda 50 çevrim boyunca test edilmiştir. Sensörün, farklı uzama ve farklı hızlarda test edilmesinin temel nedeni, uzama ve test hızının sensör performansı ve sensörün uzun süreli kullanımı üzerindeki etkilerini incelemektir. Test sonuçları, uygulanan gerilim nedeniyle direnç değerinin belirli bir değere kadar arttığını ve gerilim oranının hassasiyet açısından anlamlı olduğunu göstermiştir. Buna dayanarak,esnek elekteriksel olarak iletken SEBS/rGO kompozitinin, gerilebilir bir sensör maddesi olarak rahatlıkla kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. Esnek iletken sensörler özellikle, mikroelektroniklerde, giyilebilir elektroniklerde, esnek gerinim ölçerlerde kullanım için tercih edilen ve üzerine araştırma yapılan konulardandır. Bu bağlamda, sensörün esnekliği, elektriksel iletkenliği, kullanım rahatlığı, insan vücudu ile uyumlu olması göz önünde bulundurulduğunda, bu çalışmanın sensör literatürüne büyük katkılarının olması beklenmektedir.