Propriedades eléctricas de polímeros para aplicações industriais na banda das microondas

Abstract

O presente trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia a adoptar, no sentido de resolver um problema concreto no âmbito da optimização das propriedades eléctricas de polímeros para aplicações na banda das microondas. Foram testados vários polímeros (ABS, PBT e PP) com diferentes concentrações de cargas condutoras de “negro de fumo”. Pretende-se moldar as propriedades eléctricas daqueles materiais de modo a obter um valor mais elevado de ε’, sem aumentar demasiadamente ε’’. Com estas características podem ser aplicados como absorventes de radiação electromagnética nos fornos de microondas e como lentes em antenas dieléctricas. Construíram-se e testaram-se várias cavidades ressonantes, onde foram efectuadas medidas de transmissão. Utilizando o método das pequenas perturbações, calcularam-se os valores da permitividade complexa dos vários materiais. Aplicaram-se diferentes leis de mistura para modelar os resultados experimentais obtidos. Finalmente, concluiu-se que o politereftalato de butileno (PBT) com 2 % de cargas de “negro de fumo” é o material adequado para aquelas aplicações.

The present work is a contribution to the development of a methodology to optimize the electrical properties of polymers for applications at microwave frequencies. Several polymers (ABS, PBT, PP) were studied, with different concentrations of conducting charges of carbon black. We pretended to tune the electrical properties of the materials, in order to enhance ε’, without increasing ε’’ too much. With these characteristics they can be used as electromagnetic radiation absorbers in microwave ovens as well as dielectric lenses in antennas. We have designed and tested several resonant cavities, where we made the transmition measurements. Using the small perturbation method, we calculated the complex permittivity of the materials. We used different mixture laws to fit the experimental results. Finally, we concluded that PBT with 2 % of carbon black particles is the adequate material for these kind of applications.