Polymer(Korea), Vol.39, No.6, 867-872, November, 2015
전도성 아연/에폭시 수지 복합체의 전기적 특성
Electrical Properties of Conductive Zinc/Epoxy Resin Composites
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초록
에폭시 수지에 아연 분말을 분산시켜 전도성 복합재료를 제조하여 충전제의 함량별 체적 전기저항과 미세경도, 미세구조, 열적 성질 등을 조사하였다. 아연/에폭시 수지 복합체의 체적 전기저항은 8.8×106~4.4×103Ω·cm의 범위를 나타내었다. 아연함량이 70 wt%인 lower 관투전이 영역에서 upper 관투전이 영역인 78 wt%까지 체적 전기저항 값이 급격하게 감소하였다. 이는 분말 함량 70 wt% 이상에서부터 전자가 잘 이동할 수 있는 통로가 만들어진 것으로 보인다. 분말 함량이 78 wt% 이상에서는 매트릭스 내의 분말 함량만 늘어날 뿐 체적저항의 감소에는 영향을 주지않는 것으로 나타났다. 아연/에폭시 수지 복합체의 초미세 경도(DHT) 값은 4.566~6.604로 나타났다. 이것은 매트릭스 내 분말의 함량이 증가할수록 복합체의 DHT 값은 증가하는 것으로 나타났다. 이는 고분자 매트릭스 내에 분말간의 보강효과에 의해 경도가 증가한 것으로 보인다. 전기전도도는 니켈/에폭시 수지 복합체보다 아연/에폭시 수지복합체가 높았다. 복합체의 경도는 보고된 니켈/에폭시 수지 복합체와 아연/에폭시 수지 복합체는 비슷한 경도를 가진 것으로 나타났다. 아연/에폭시 수지 복합체의 열적 안정성은 400~470 oC 사이에서 매트릭스로 사용되어진 에폭시 수지의 분해로 무게 손실이 발생된 것으로 니켈과 아연 복합체 모두 비슷한 온도에서 열분해가 시작되는 것으로 보아서 아연금속 분말의 영향보다 에폭시 매트릭스의 영향을 많이 받는 것으로 사료되어진다.
The conductive polymer composites have attracted considerable attention in the field of industry due to their electrical properties. To understand electrical properties of the composites, their volume specific resistance was measured. Electrical conductivity results showed percolation phenomena. Percolation theories are frequently applied to describe the insulator-to-conductor transitions in the composites composed of conductive filler and insulating matrix. It was found that percolation threshold strongly depends on the aspect ratio of filler particles. The critical concentration of percolation formed is defined as the percolation threshold. The purpose of this study was to examine electrical properties of the resins filled with zinc. The sample was prepared using vehicle such as epoxy resin replenished with zinc powder, and the evaluation on their practical use was performed in order to apply them to electric and electronic industry as well as general field. The volume specific resistance of epoxy resin composites was 8.8×106~4.4×103 Ω·cm when using zinc powder. Weight loss of the conductive composites took place at 400~470 oC.
Keywords:epoxy resin;percolation phenomena;percolation threshold volume specific resistance;insulator-to-conductor
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