Kalsiumkarbonaatti-johdepolymeerikomposiittien valmistus ja karakterisointi

Abstract

Tutkimuksen kohteena olivat kolmen eri johdepolymeerin ja erityisesti näistä valmistettujen kalsiumkarbonaatti-johdepolymeerikomposiittien sähköiset ominaisuudet. Polyaniliini-, poly(3,4-etyleenidioksitiofeeni)- ja polypyrrolinäytteitä valmistettiin käyttäen kemiallista hapettavaa polymerisaatioreaktiota. Komposiittien valmistuksessa sekoitettiin vaihtelevia määriä kalsiumkarbonaattia (25 – 90 m-%) kyseisiin johdepolymeereihin joko polymeroinnin aikana (ns. in situ -menetelmä) tai jo syntetisoituihin johdepolymeereihin (ns. ex situ -menetelmä).

Näytteiden sähkönjohtokyvyt määritettiin mittaamalla ensin tableteiksi puristettujen näytteiden resistanssit nelipistemenetelmän avulla käyttäen Hg-elektrodeja ja johtavuusmittaria. Mitatuista resistanssiarvoista voitiin sitten laskea kullekin materiaalille ominaiset konduktiivisuusarvot, jotka vaihtelivat välillä 1x10-8 – 30 S cm-1. Komposiitteja karakterisoitiin myös FTIR:n ja SEM:n avulla. Tällä tavoin voitiin tutkia eri synteesimenetelmien vaikutusta näytteiden koostumukseen ja morfologiaan.

Polypyrrolin CaCO3-komposiitit erottuivat edukseen korkeimpien, puolijohdealueelle sijoittuvien konduktiivisuusarvojensa ansiosta. Koska ne ovat helposti valmistettavia ja puhtaita johdepolymeerejä huomattavasti halvempia vaihtoehtoja, ne voisivat soveltua käytettäväksi esimerkiksi tulevaisuuden antistaattisina pinnoitteina.