Российские ученые экспериментируют с токопроводящим полилактидом

Полилактид (ПЛА) — биополимер на основе растительного сырья, широко применяемый в 3D-печати. Ученые НИТУ МИСИС и РЭУ имени Плеханова придали полилактиду электропроводность, чтобы его можно было использовать в производстве электронных компонентов.

Основные недостатки полилактида — легкоплавкость и хрупкость. Последняя существенно возрастает при введении в состав наполнителей, в том числе электропроводных. Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» и Российского экономического университета имени Г. В. Плеханова исследовали различные технологические подходы к совмещению полилактида, наполнителя и разных пластификаторов, сообщает пресс-служба НИТУ МИСИС. 

Исследователи подобрали наиболее эффективные концентрации и виды пластификаторов, в частности пропиленкарбонат, обеспечивающий длительный эффект и не выделяющийся в окружающую среду из полимерной матрицы.

«Наиболее сбалансированные свойства новый композит демонстрирует при содержании пропиленкарбоната в диапазоне 10-15%. При малом содержании он оседает на частицах технического углерода и улучшает контакт с полимером и распределение углеродных частиц. Когда добавка становится больше, она проникает в полимерную основу и повышает ее эластичность. Благодаря оптимальному подбору компонентов и их соотношения в полимере формируется проводящая сеть, по которой ток проходит лучше», — рассказал ведущий инженер кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Игорь Бурмистров.

«При тридцатипроцентном содержании пластификатора удельное электрическое сопротивление материала снизилось более чем в два раза. В образцах с высокой концентрацией добавки относительное удлинение при разрыве достигало 59%. Это позволяет подбирать состав композита под конкретные задачи, например когда наряду с электропроводностью важна эластичность изделия. При этом увеличение содержания пластификатора снижает жесткость материала, поэтому оптимальная концентрация добавки зависит от требований к готовому изделию», — пояснила аспирантка кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСИС Ксения Прокопович.

Ученые считают, что новый композит перспективен для применения в электронике, например в устройствах, регистрирующих изменения окружающей среды, и в элементах, где важно контролировать прохождение тока. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Polymer Engineering & Science.

Источник: НИТУ МИСИС