Обычно полимеры не проводят ток и тепло. Чтобы наделить их этими свойствами, требуется большое количество специальных добавок — от 30% всего состава и выше.
Исследователи НИТУ МИСИС разработали новый метод создания тепло- и электропроводящих композитов на основе полисульфона и углеродных наполнителей. Эти материалы могут заменить металлы и графит в производстве биполярных пластин для топливных элементов.
Для создания уникального композита исследователи применили технологию растворного смешения. Ключевое преимущество этого метода заключается в том, что раствор полимера обладает значительно более низкой вязкостью, чем его расплав. Это свойство позволяет вводить в состав различные углеродные наполнители и добиваться их исключительно равномерного распределения по всему объему материала.
Технологический процесс состоял из нескольких этапов: после введения наполнителя и формирования однородной массы ученые удаляли растворитель и получали полуфабрикат, из которого методом термического прессования после создавали финальные образцы.
Испытания различных углеродных наполнителей продемонстрировали, что наилучшие показатели электропроводности были достигнуты с использованием природного графита. В то же время искусственный графит оказывал иной эффект: он способствовал усилению механических и функциональных свойств конечного композита.
Для реализации технологии не требуется уникальное оборудование, при этом возможно использование отходов графитового производства.
Новые материалы устойчивы к коррозии, хорошо обрабатываются и перспективны для применения в микроэлектронике, энергетике, авиа- и машиностроении. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Sciences (Q2).
Ранее Наука Mail писала о том, что российские ученые усовершенствовали углеродную нить для 3D-печати авиационных компонентов.
