Conducibilità elettrica e termica di compositi ibridi a matrice polimerica = Electrical and thermal conductivities of hybrid polymer matrix composites

Una matrice di polietilene ad alta densità (HDPE) è stata caricata con nanomateriali a base di carbonio per realizzare due tipi diversi di nanocompositi conduttivi: HDPE-nanotubi di carbonio (4% in peso)-grafite (4% in peso) e HDPE-nanotubi di carbonio (4% in peso)-grafene (4% in peso). Questi compositi sono stati prodotti miscelando allo stato fuso la matrice con le cariche nanometriche, successivamente sono stati lavorati con lo stampaggio a iniezione per ricavare i provini da sottoporre a test meccanici e a misurazioni di conducibilità sia elettrica che termica; inoltre, piccole quantità di questi materiali sono stati sottoposti ad analisi termica (analisi termogravimetrica e calorimetria differenziale a scansione) e la microstruttura delle parti fratturate a temperatura criogenica sono state osservate al microscopio elettronico a scansione. Per aumentare ulteriormente la conducibilità elettrica, i campioni sono stati sottoposti a un trattamento laser CO2. I risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti con l’HDPE non caricato e una miscela precedentemente preparata di HDPE e nanotubi di carbonio (6% in peso), chiamata masterbatch Fiat. I nanocompositi ibridi esibiscono proprietà meccaniche interessanti se confrontate con quelle della matrice pura e del masterbatch Fiat, mentre la degradazione termossidativa è maggiormente ritardata rispetto alla degradazione termica. In base ai risultati della calorimetria differenziale a scansione entrambi i nanocompositi ibridi mostrano i massimi gradi di cristallinità, che contribuiscono a valori di conducibilità termica più elevati. La conducibilità elettrica è maggiore nel nanocomposito contenente grafene, mentre la minore conducibilità elettrica misurata è relativa al nanocomposito contenente grafite.