AesumoO presente artigo apresenta a aplicação e adequação dos modelos de percolação elétrica em trabalhos experimentais e teóricos da literatura para compósitos poliméricos condutores. Foi realizado um levantamento das publicações referentes aos modelos estudados para os diferentes tipos de cargas condutoras mais aplicadas na preparação destes compósitos, tais como pós metálicos, grafite, negro de fumo, nanofibras e nanotubos de carbono. A discussão está apresentada quanto à adequação dos modelos ao comportamento dos compósitos na influência das cargas nas propriedades elétricas de matrizes poliméricas.
Palavras-chave: compósitos poliméricos, condutividade elétrica, modelos de percolação.
AbstractThis paper presents the application and adjustment of electrical percolation models in conductive polymer composites. Different models have been proposed for different types of conductive fillers applied in composites preparation, such as metal powders, graphite, black carbon, carbon nanotubes and nanofibers. The discussion was carried out considering the consistency of the model on the behavior of these fillers and their influence on the electrical properties of polymer matrices.Keywords: polymer composites, electrical conductivity, percolation models.
IntroduçãoA incorporação de partículas eletricamente condutoras em uma matriz isolante polimérica é um exemplo importante da modificação de materiais em áreas até então restrita aos metais, tais como, piezo elétricos [1] , adesivos condutivos [2] , roupas e artigos antiestáticos [3] , blindagem eletromagnética [4] e sensores químicos [5] . A esta classe de materiais é dada a denominação de compósitos condutores poliméricos que apresentam muitas vantagens em comparação aos metais, como por exemplo, resistência à corrosão, menor densidade, processabilidade e custo [6] .A adição de cargas eletricamente condutoras, tais como, partículas metálicas [7][8][9] , nanofolhas de grafite [10][11][12] , negro de fumo (NF) [13,14] e nanotubos de carbono (NTC) [15][16][17][18] em uma resina polimérica isolante tem sido o principal recurso para a obtenção de compósitos condutores. Entre estas cargas destacam-se os NTC por seu potencial na obtenção de sistemas nanoestruturados altamente condutores com excelentes propriedades mecânicas [17,18] . A principal questão sobre os nanocompósitos poliméricos condutores está relacionada com a variação da condutividade em função da concentração das partículas condutoras, onde se observa existir uma concentração crítica a partir da qual ocorre um aumento na condutividade do sistema. Este fenômeno pode ser explicado pela teoria da percolação.Vários modelos matemáticos foram desenvolvidos para descrever o fenômeno de percolação e uma revisão abrangente foi feita por Lux 1993 [19] , considerando fatores estruturais micrométricos dos sistemas. Desde então, estes modelos continuam a ser aplicados e discutidos. Mais recentemente, destaca-se a importância de novos materiais obtidos a partir de cargas cujas dimensões são nanométricas.Bauhofer e Kovacs [20] ...