Online Measured Electrical Conductance

06/2009 Juni

In-Process Characterization of the Dispersion Behavior of Carbon Nanotubes in Rubber Compounds

The mechanism of CNT dispersion in rubber matrices was studied by the analysis of the morphological development on macro- and microscale by optical and electron microscopy as well as atomic force microscopy. The results from the morphological assessment were correlated to the time dependent electrical conductance measured directly during the mixing process. It becomes obvious that the conductancetime curves measured during the mixing process of CNT-rubber compounds show basically the same course like for carbon black (CB) filled rubber mixtures. The time-dependent stages of the electrical conductance have been correlated to the degree of CNT dispersion, successfully determined by microscopical methods. The investigation shows that CNT can be controlled introduced into rubber matrix materials using the method of online measured electrical conductance during the mixing process.

Mischprozessintegrierte Charakterisierung des Dispersionsverhaltens von Carbon Nanotubes in Kautschukcompounds durch Erfassung des Online-Leitwerts
Der Mechanismus der CNT-Dispersion wurde durch die morphologische Analyse auf unterschiedlichen Längenskalen mittels Lichtmikroskopie, Atomic Force Microscopy (AFM) und Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) visualisiert. Die Ergebnisse der morphologischen Untersuchungen wurden mit dem online erfassten zeitlichen Verlauf des elektischen Leitwerts korreliert. Es wurde deutlich, dass die für die Kautschuk- CNT-Compounds erfassten Leitwert-Zeit-Kurven prinzipiell den gleichen Verlauf aufweisen, wie für Kautschuk-Ruß-Systeme, obwohl sich beide Füllstofftypen maßgeblich hinsichtlich ihrer geometrischen Form unterscheiden. In beiden Prozessen wurde ein lokales Maximum des Online-Leitwerts erfasst.