Elektrisch kontrollierte Perkolation von Ruß in Epoxidharz

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Elektrisch isolierende Kunststoffe können durch Zugabe eines leitenden Füllstoffes mit einer gewissen Leitfähigkeit versehen werden. Dabei sollte der Füllstoffanteil möglichst gering gehalten werden, um die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes nicht zu verschlechtern. In rußgefüllten Epoxidharzen bildet sich bereits bei mehr als 0,9% Volumenanteil Ruß ein elektrisch leitfähiges Netzwerk aus. Der vorliegende Antrag basiert auf unserer Entdeckung, daß wesentlich niedrigere Rußanteile (<0,1%) für eine Netzwerkbildung (Perkolation) ausreichend sind, wenn die Aushärtung des Epoxidharzes in einem statischen elektrischen Feld erfolgt. Dieser Befund stützt unsere Vermutung, daß die Rußteilchen bei der von uns verwendeten Methode zur Dispergierung eine elektrische Ladung tragen. Im beantragten Forschungsvorhaben soll ein grundlegendes Verständnis der Vorgänge, die zur elektrisch induzierten Perkolation führen, entwickelt werden. Dazu müssen unter anderem die Entstehung der Ladung auf den Rußteilchen geklärt, sowie Größe und Diffusion der Rußaggregate untersucht werden. Im Rahmen eines numerischen (Monte Carlo) Modells, das auf experimentell ermittelten Daten basiert, soll die Dynamik der Netzwerkbildung simuliert werden. Als weiteres Ziel wollen wir die technisch sehr interessante Möglichkeit der Herstellung strukturiert anisotrop leitender Kunststoffe ausloten.