In te r n ation a l Jou rn al  o f Po we Elec tron ic s an d   D r ive S y stem  (IJ PED S V o l.  11, N o.  1, Mar ch 20 20,  p p.  459~ 4 6 5   IS S N : 2088- 86 94,  D O I :   10.11 59 1 /ij ped s . v11 . i 1.pp 4 59- 46 5           459     Jou rn a l  h o me pa ge :  ht tp: //i j p eds.i a esco re .com  Electrical profile o f ultra violet (U V curable renewable  polymer graph i te (PG) composi t es      N u r   M u nira h   Abdu l l a h 1 ,   A . Z.  M .  Rus 2 , M .   F .  L.   A b d u llah 3 , Han an i Ab Wa h a b 4   1 , 2, S u stai nab l e P o lymer  Engin e erin g,  A dv anced   M an uf act urin and  Mat erials C enter (SPEN - A MMC),   F acu lty  of  M e c h ani cal an d  M an u f actu r in g   E n g i ne eri n g ,  M alay si a   2, 3   De pa rtm e nt o f Co m m un ic a tion   En g i ne e r in g,  Fa c ulty  o f E l e c t r i c a l   and   El ectro n i c En g i n eerin g,  Universiti  T un  Hussein  Onn   Ma l a ysi a ,   86400 Parit   Raja,   Bat u   P ah a t ,   J o h o r ,   M al ay s i     Art i cl e In fo     ABSTRACT A r tic le hist o r y :   R e c e i v e d  Au g   1 9 ,  2 019  Re vise d O c t   2 8 20 1 9   Ac ce p t ed  No v   1 3 ,  2 019      Th el ectrical   p rofi les  o f   t h e   r en ewabl e   p ol ym e r   g raph it (P G)  com p os ites   upon  u l t ra  v iole (UV)  c uring  we re  i n v es tig ated Renew a bl P G   f i l m s   w ere  prep ared  b m i xi ng   w it v a ry i ng  we i g h t   p ercent   of  g rap h ite  (w it an   in crem e n o f   5   w t .   %   o prepared   g rap h i t e)  u to  30  wt.%   a n d   c r oss l i n ker.  Th en,  th co mp o s it es  s o l utio wa slip   cas ted  and   cu red  u p o n   s t imul ated   U V   irrad i ation   (UV   acc elerat ed  w eat herin g   t es ter)  at   d iff e rent   t i m expos ure  (up   to   1 0 0 0   ho urs )   w as   a pp li ed.   S m al chang e o n   t he  f unct i o n a l   g ro u p of  t he   c o mpo s ite we re   o bse r ve du e   to   U e x po su re   time   by   F o u rie r   T ra nsform   Inf r ared  S p ectros c op (F TIR).  Su gg esti ng   t h a chem i c a l   c ros s lin k   and   chain   sci ssio n o ccurred  w i t h in   r enew a b le  p ol ym er  g raph it com p o s i t es Fu rther   e l e c t r i c a l  p r o f i l e  t h r o u g h  t w o  p o i n t  p r o b e  a n d  f o u r  p o i n t  p r o b e   m e t ho record ed  v isi b l y   f l u ct uating   values   f or  b o t re s i stiv it an co nd uct i v i ty  within  its  c omp o sites  range.  P r o po se h e re   t ha the   re mo va o f   o r gani c   con t am in ants  a n d   w eak  m a t erials  f orm   bo t h   r enew able  p o l ym er  a n d  g r a p h i t e   part icl e s   th rou g h   th UV  curing  m a y   hav e   a eff ect  o t h fo rm a ti o n   o f   conductive net w ork stabili ty.   K eyw ord s :   C o ndu ct iv it y     Elec tric a l  prof ile   Re new a b l e   po l y me r gr aphi t e   R e si st ivi t y     UV cu ra b l e c o mp o s i t es    Th is  is a n  o p en acces s a r ti cle u n d e r t h CC  BY-S A  li cens e   Corres pon d i n g  Au th or:   A.   Z .   M. Rus,   S u sta i na b l P o lym e Eng i ne e r in g,  A dvance d  Ma n u f act uri ng a n d Ma t e r ia ls   C e n te r   ( S P E N - A M M C ) ,   Fac u l t y   of  M ech a n i c a l  a nd  M an uf a c t u ri ng  En g i n ee rin g ,   U n i v ersi ti   T un  H u ssei n  O nn  Ma lays ia,  86 4 00 Pa rit Ra ja,   Ba tu P ah at,   Jo ho r, M al ay si a    Em ail:  zafi a h @ u t hm .e du.my       1.   I N TR OD U C TI O N    O n e   of  t he   f as t e s t   g row i n g   m etho ds  o s u rfac e   m od ifica t i on  is  t ha o f   r adia tio c u res.  T hi are a   i s   di vide d   i n to  s e v e r al  t y p e s ra dica u ltra  vio l et  ( U V )   c u r syst em s,  i o n i c   c ure  sys t e m s,   e -bea m,   p lasm an laser  t r eatm e n t [1-4] .   U nifor m ly,  a l l   the s e   t r ea t m ents  l ea d   to   t he   b rea k a g of  c o v a l e n t   bon ds,   prom oti o of  cross l i n k age s form ati on  o f   c a r bo c l u s ter s ,   li ber a t i on  of vol a til s p ec ies and   i n   c e r ta in   c ases  c re at ion   of  n ew   che m ica l   b o n d [5,  6].  U V   c uri n s i gn ific an t l y   rel i es  o n   the   re q u i r e d   a p p l i c a t ion  p r op e r ti e s   w it th che m is try  c h o s e n   t ac hie v e   the  perf ormance   re q u i r em ent s   a n d   m e e t   t h e   econ o m i cal   a sp ec t s   o c o ati n tech n o l o gy.  M oreo ve r,  t he  U V   cur i n g   i m u ch  b e tter   k n o w for   i t 5 E   c hara cteris t i c s   ( effi c i e n t,  e na bl i n g ,   ec onom ica l ,   e n ergy  sa v i n g   a n d  e nv i r o n me n t   f rien d l y),   in dic a tes  l o w   e n erg y   co ns u m pti on.  A s   f or  t he   c om posi t es  f i l m,   t h e   d eve l ope d   f i l m posse sse d   pha se   s epar a t i on  s t ruc t ur es  a nd  t h fil l e r   di spe r se u n if orm l i n   t he  p o l yme r ic  pha se  [ 7,   8 ].   T he  s tra tif i c a t i on  ca use d   b t h e   re l a t e c u re  o t h in orga n i f iller   and  orga nic   p h ases  f r o t h e   surfa ce  of  t he   f il do wn wa rd   h ad   g av ri se   t o   th e   c o lu mn -li k Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 :    459    46 46 0 in orga n i co n f ig ura t i ons.  T h us,  t h is  c ross l i nk i ng  pr oce ss  had  i ndu b ita b l i m prove t h ele c t rica l,   t h e rma l ,   a n d   me c h a n i c a l   p rop e rti e in   p o l y m e r   c o m p o s i t es  [ 9–11 ].  P re v i ou r e searchers  des c ribed  bipolar  p lates  con s is tin of  s yn t h et i c   g rap h i t an m i lle c a r bon  f i be rs  a s   co n d u c t i v f i l l er   a n d   e p o xy  as  a   pol ym er  m atri x   [ 1 2 ] Li k e wi se t h e   hi gh est   el e c t r i c a l   c on duc t i vi ty   o bt a i n e d   i s   69.8  S / cm   f or  t he  i n- p l a n co nd uc t i v i t y   a n d   50.3 4  S /cm   for the t h ro u gh- pl ane  co nd uc t i v i t y  for the  c om p o s i te  c on ta in i n g 2 w t .% car bo n fiber   (CF )  w ith 80   w t .%  f il ler  lo a d i n g.  T h i va l u e   is  3 0%  g re ater  t han  t h e l ec tr i c a l   c ond uc t i vi t y   o f   typ i c a l   g r aph i t e /e p oxy  com p o s ite  w i t 80  w t .%  f ill er   l oad i n g w h ic is  53  S / c m   f or  t he   i n- p l a n c o n duc t i v i t y   a n d   4 S / cm   f or  t he   thr o u g h -pla ne   c ond uc ti vi t y More ove r,  t he   c rit i c a l   e l ec tr ic al  p er co la ti on  t h re sh old   for   th e   terna r c o n d u ct i v e   po lym e r   c o mpos ites  w a fo u nd  to  b m o re   t ha tim es  l ow er  t ha n   t he   s i n g l p h ase   sys t em [1 3].  It  w as  furt her   o b ser v e d   t ha t   U V   trea t m ent  o n   t he graph i t or  its  p o l ym er  c om po site al so  p la y e d   a   sig n i fican role   i n   the pe rform a n c e   o f the  p o l ym er   carbon ba se d c o mpo s i t es [14, 1 5 ].    P a rticu l ar ly,   our   free - stan d i ng  re new a b l e   p o l y m e gra phi t e   c om p osite cur e a t   r o o tem p era t ure   have   b e e n   d i s clo s ed  [ 16, 1 7 ].  I t h is  s tu d y for  the   first  ti m e ,   w e   show   t ha e l ec t r i c a l   p rofi le  o re ne w a ble  po lym e r   graph ite  c om po sites  ca be  m od ifi e by  t i me U V   curin g .   T he   g raph i t par tic les   w e re   i ncor po r a ted   in to  r e n ew ab le   m onome r   a nd   M et h y l e ne  D i p he n y l   D i is oc yana te   ( M D I as  c rosslinker  thr o ugh  s lip  c a sti n me tho d   t for m ulate   U V   c u rab l film   f or m u lat i o n ;   2 5 0 5 00,   7 5 an 1 000   h o u r up o n   U V   e xpo sure Th e   com p o s ites  o b t a ine d   w e r c h a r ac terize d,  a na lyze a n in ve st iga t ed In   p a r t i c ul a r t h e   e l ect ri cal   p ro fil e   o f   th com p o s ites  film  w as a fo c us.         2.   RESEARCH  M ETH O   F r ee-stan di n g  of  rene w a b l p o lym e r - graph i t e   c om po s ites  w e re  pre pare d via  se vera l   ste p s.    2.1.    Pre p arati o n   of  g rap h ite   The   fl a k e   grap hi te  ( s u p p lie d   by   M ay   &   B a k er  L td.)   i mi w i t h   a c i s u lf u r ic  a c i d,   H 2 SO an d   pl ac ed   in to  a   f las k   t un derg s o n i c a ti o n   a ro om   t em pera t u r e   f or  60  m in ut e s Aft e th e   so ni c a t i o n ,   y e l lo solu ti o n   prese n ce  in dic a tin h i gh  o x i d a tio o f   g r a ph i t e .   T he  p r e c i p i ta t e  o f   g r a p h i t e  m i x t u r e  w a s  c o l l e c t e d  a n d   w a she d   t o ne ut ra l i ty w i t h w a t e r (confirm e d   via pH  pa p e r), deh y d ra te d,  a nd  d r ie d in a n o v en.     2.2.   S yn th e s is of   rn ew ab le  m on ome r     I n -ho u se  c a t a l ys w a pre p a r ed  b 0. 6   m L   o d i s t i l led   w a ter  an d   1 .2 6  mL   h ydr oge pero xi de   (   30 %  w / w ) .   The  solu ti o n   w as  h eate d   a 5 0 ° C   a n d   s tirr e (for  a b o u t   3 0   m i n u t es).   T he le i t   s it   a r o om  tem p era t ur a nd  co nce n tra t ed   a q u e o us  o rt hoph os ph oric  a ci (9 0  m g,  85% w / w )   (1. 2  mL)  w as  p o u re i n .   O n   the   o t her  ha nd,   v ege t a b l e   c o o k i ng   o il  o f   3 0  gm   i w e i g h t   w as  h e a t e d   a 50  ° C   a n d   t he  i n-h o u se  c a t al yst   prepa r ed  ear lie r   w a a dded,  f oll o w e b y   5 0 mL  o w a ter .   F urther m o re O r t h o p hos p hor ic  a ci (15  gm 85   %  w / w )   a nd  hydr oge pe ro x i de   ( 18  m L 30   %  w / w )   w e re  a dde d   dro p w is to  t he   m i x t u r e The  mix t ur was  hea t e d   u to  9 ° C   a n d   s tirred  for  6   h our un til   d o u b l la ye rs  o f   m i x tur e   w e r obse r v a ble.   T h i yie l ded   t h e   rene w a ble  mon o m e r .     2.3.    Pre p arati o n   of u ltr a vi o l et  c u r ab l e  r ene w ab le  p ol ym e r -gr a p hite co m po sites     B y   m ix i n g   o f   v ege t a b l e   c o o k in o i l   ( V CO )   base m onom er   w i t h   Me t hy le ne  D i p hen y l   D iisoc ya nat e   (MDI)   a n d   ac i d   t re a t ed grap h ite  ( w i th  5 , 10,   15,  2 0,  2 5   a n d   30  w t   % [18],   the   m i xt ure   w a c a ste d   i n t s qua re   con t a i ner   w h ic i s   t he pre - cur e at  s tan d ar room   t e m pe rature   for   ho ur   t f o rm  g el ati o n.  F urther   c ured   us i n A cce l e r a te   U V   Weat her o me t e (Ch a m b er   U V   Lamp  T este M ode l   H D - 703,   H aida   I n t ern a t i o n a l   Eq uipm en Co. , LTD ) upon  v a rio u time   ex pos ure s  (25 0,  500,  7 5 0   an 10 00   h o u rs) [19].    2.4.  Testing  c h a ract eriz a t i o n   The   re su l t i ng c o mpo s i t e s  fi l ms w er e subjec t e d t o  f unc t i ona l   gro ups ide n t ifi cati o n w i th r es pect  t o U V   curi ng  us in P e rki n   E l m er   F our ie Tra n sf o r Infra r e d   S pec t rosc o py   ( F T IR)  i n   t h e   r an g e   o f   600 –400 0   c m -1  w ith t he r eso l uti o n o f  4 cm - 1 a t  ro o m   tem p era t ure.  F urther e lec t r i c al pro file  w as me a sure d thro u gh Tw po int   p r ob e   me th od   ( u s ing   Keit h l e y   6 517 el ec t r o m e t e r a nd  F o u r   p oi nt   p ro b e   m et ho (u si ng   K ei thl e 2 400  source / m ete r P r o4,   L uc as  L abs)   a in  F i g ure  1   a n d   eq u a ti o n   ( 1)   a nd   ( 2 ) W h ere   is  w id th i s   e l e ct ro d e   di sta n c e ,   i s   f ilm  t hic k ness,  R   i t h r e s i st anc e de ter m ined   from  t h sl opes   o f   t he  c ur rent –v o lta g e   (I- V)  cha r ac t e ris tics,  ρ is  electric a l re sist i v i t y,  Rs is shee t   r esis tan c e   in Ω a n d  σ,   the  co n duc t i v it y.    ρ  σ  –1 Rt   ( w/L)  ( 1)  ρ  Rs t   (2)  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       Ele c t ric a l  pr o f i l e of  u ltr v i ole t  ( U V) curab l e re ne wa b l e   po ly m e grap h i te   ( P G )   …  ( N ur  M u n i r a h Abdu ll a h )   46 1   (a)     (b    F i gur 1.   S che m a t i c   d iagr am  of  ( a )   Tw o- po i n pr obe  m eth o d   ( b)  F our - p o i nt  p r obe   m eth o d   f or   I - V   me asurem ent.       3.   RESU L T A ND DIS C U S S I ON    It  i q u i t e   d i fficu l t o   e sta b li sh  t he  c orre l a tio ns  b e t we e n   t he  s u r f a c e  t r e a t m e n t   a n d  t h e   e l e c t r i c a l   c o n duc t i vi t y   o c o mp osi t es.   H o w e ve r ,   a a f or em ent i o n e d,   t he   m at er i a l s   b e h a v ior  wa m a inly  a ttri but e d   t a   sc at t e r i n g   e f f e c o f   t he   U V   cur i ng  ir r a dia t i on  due  t the  pr e s e nce   of   t h e   g r a ph i t e   par t icle i n   t he  p o l yme r   m a tr ix.   The r ef or e,   t hr o u g hou t h i s   s ec tio n,   t he   bul e l e c t r i ca l   r esi s t i vi ty   a nd   c o ndu ct i v it y   of  r e n ewa b le  po l y m e r   gr aph ite  c ompo si tes   w ith  r e s p onse   to  U V   cur i n g   ir r a diat i on  wi ll  be  d isc l o s ed  v ia   f o u po int  pr o b e   a nd  tw po i n pr o b e   m easur e m e n t.     3. 1.     Ef f e c t of   U c u rin g   o fu n c t i on al  g r o u p of   r en e w ab le   p o ly me grap h i t e   The  spec tr osc o p y   t hr o ugh  F T I R   i n   F i gur e   ( a )-   F i gur e   ( g )   con fir m ed  t he  f i n ge r p r i n t   o U V   c u r a b l r e new a ble  p o lym e r   gr ap hi te  c om p o sites  d i n o t   e xhi bi a ppr ec i a ble  c h a nge upo U V   i r r adiat i on,   sp e c i f i c al ly   f o r   t h e   r a n g e   o f   17 00 400 c m -1   r e g i on.   A t h lef t   s i d of  t he   g r a ph   r e v ea l s   a   s tr etc h in of  th e   N - H   gr oup,   w hic h   s tr o n g ly  s ug ges t   t he   f or m a tio o f   p o l y u r i a.   M o vi n g   f ur t h er   t ow a r ds  r ight  o t h e   gr aph,   a ll   ty p i cal  a bs orb a nce  pea k o f   r e n ewable   p o l yme r ,   such  t h o se  a 28 00 -3 10 0   c m -1  ( C H 2   a nd  C H 3 ) ,   172 cm -1   ( C =O ) ,   1 03 0- 1 2 3 0   c m -1   ( C- N),   and   1 110   c m -1 (C -O -C ),  i n d i c at t h e x i s t e n ce  of   u re th a n e   in   s ynt hesi zed   r e new a ble  p o l y m e r   gr aph i te   c om posi t es.   Mor e ove r ,   t he   s tr e t c h i n g   v ib r a ti on  ba nd  ar ou n d   2 2 7 0   cm -1  w a s   dim i n i s h ed   d u e   t o the   r e a c t i o n  of isoc yana te   g r o up   d ur i ng po l y m e r izat io n   whic h   c o nf i r me the   com p le t i o n  of  p r o c e ss und er  U V   c u r i n g   [ 20].    O n   t he  o t h er   h a nd,   e x i s t e n ce   o pea k at  1 733  c m -1 ,   16 05  cm -1  ( C =O ) ,   154 cm -1  ( C = C )  ,  a n d   1 0 6 5   cm -1   ( C- O)   p r ovi de   t he   e vi dence   o f   i n t er a c tio ns  b e t w e en  c ar b o n y l   a n d   hy d r oxyl   g ro up f r o m   g r a p h it pa r t i c les   an r e ne w a ble   p o l yme r   m oi e t i e s.   H ow eve r ,   th er ar si g n i fica n t   c h a ng es   a t   t h e s p eak we re   obs er ved  f o r   a l l   r e su l t i ng  f i l m t h a t   s u b jec t ed  t U V   cur i n g .   H a v ing  sa id  t h a po l y m e r   com posi t e s   T he   r e n e wab l e   po ly mer  i t se l f F i gu re  2   ( a )   s ho ws   p l a t e a u   b a n du t UV  c u ri ng   w hic h   i ndi ca t e   t ha t   t h po l y m e r i m a t e r i a l e x per i e n ced  c ha i n   s cis s i ons cr o ssl ink i ng   a t   i t   s o f t   se gm ent.   T h i c o ul be  s u gge ste d   t ha the  c o m pos ite m a tr ix  u n d e r g o   r adica l   i nit i a t io a t   0  t o 25 ho ur s,   c r o ssl i n ki n g   a b o v e   2 5 0   h our s,   p r opa ga t i o n   a nd  c r oss l i n ki ng  a t   5 00  a n d   75 0   ho ur s,   a n d   c ha i n   s c i ss io be y o n d   10 00   hou rs  o th so ft   s eg ment   r ad i c al  up o n   U V   c u r i ng   e xp os ur e .           F i gur 2.   F TI R   spe c tr of  U V   c u r a b l r e ne w a ble  p o l ym er   g r a ph ite   c om p o site s.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 :    459    46 46 2 Ev e n t h o ugh   w it h   add iti on   o f   g r aph i t e   p arti cl es  i n t o   t h mat r i x ,   F igure  (b),   ( c) ,   (d),   ( e) (f and  ( g ),   the   sam e   p a tte rned  w e r al so  obse r ved  i n   a l l   r es ult i n g   c om pos it e s  s i n c e  t h e  s y s t e m   i s   d o m i n a n t l y     rene w a ble  p o l yme r   b ased.   N e ver t h e less,  a the  grap h i te  l oad i ng  in cr ease d sma l le ratio  o p eak s     b e yon d   13 00   c m -1   -   110 cm -1   w a s   obse r ve d   w h ic sh ow   t he  l i m i t ed  e s t e r   f orm a ti o n   i the  c o m p o site s.   O ne  p o s s i bl e   re ason   i th at   t h e   g ra ph it p a rti c l e a b so rb the   i n ci de n t   r adiat i on,  i ns tea d   o t h p o ly ure t ha n e   lead i ng t o  r edu c e d  e ste r  forma tio [2 1]    3 . 2 .   E f fe c t s o f  UV   c u ri ng  o n el ec tri c al  pro fi l e  o f r e new a bl e   p olyme r  g r a p h i t e   The   e l ec t r i c a l   p ro pe rti e of  U V   c u rable  re new a b l po l y me gra p h ite  c om p o sites  s u ch  a vo lum e   resist ivi t y she e t   r esi s ta n t   a n d   i t s   a vera ge  v a l ue s   w e re   m easur e d   b fo urp o i n pro b e   m ea sur e m e nt  a n d   illus trated  t hrough  F igure  (a )-(g).  I i s   observed  that  a ll  r esult i n g   f i l m   show an  i mpro ve me nt ,   al tho u g h   the s de cre a se in  r esis t i v i ty  a p p ea t o   b e   m a rgi n al  i a c c o u n t ing  f o th sig n i f i can t   enh a n c e m e n t   in ele c t rica co nd uc ti vit y         (a)     (b)    (c)     (d)    (e)     (f   (g)    Fi g u re  3 E l ec tr i c a l  p r o f i l e   o f   U V   cura bl e   renew a b l e   po l y me r gr aphi te c o m pos ites (a ) PG , (b) P G 5 , (c)  P G 10 , (d) PG 15 ,   (e ) P G 20 ( f )   P G 25   a nd ( g ) P G 30   by fo ur  po i n t   p ro b e   m e t hod       The   perc ol a t i o t h re sh o l w a fo u n d   a t   P G 20  com p os i t e s   o nw a r w h ic w e re  not ice d   i de n tic a l   w i t h   rega rds  o f   U V   cur i n g   o po l y me ma t r i x .   P r ac ti c a l l y,   eac re si s ti v ity  a n d   c o n d u c tiv it va lue   vi si bly   fl uc tua t in w i t h i n   i ts  c omp o s i t e r a n g w h ic one   c a n   s a y   i t   is   i nd e p e n d e nt   t o   e a c h   ot h e r.  T hi ob se rv a t io i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   P o w   Elec  &  D r i   S y st   I S S N 2088- 86 94       Ele c t ric a l  pr o f i l e of  u ltr v i ole t  ( U V) curab l e re ne wa b l e   po ly m e grap h i te   ( P G )   …  ( N ur  M u n i r a h Abdu ll a h )   46 3 sim ilar   with  g r a ph ite  n a n opla t e l e t s/  e po x y   r e s in  c omp o s i t e whi c h   s ub jec t ed  t U V   t r eat m e nt  f or   2 m i nu te s   [ 2 2 ] .   I t   i r e corde d   t ha t   t h hi ghe st  e lectr i ca l   c o n duc t i v i t y   o f   r e ne w a ble  po lyme r   gr aph i te   c om posi t es  b y   fo ur   po i n pr o b e   m e th o d   w as  1 . 19  X   10 -5  a t   P G 30   c ompo si tes.   T h e r e for e ,   this  r ese a r c su gge st ed  t ha t h de g r e e  o f   str u c t ur a l   c ha n g es  v a r ies  w i th   U V   cur i ng  t i m e .     T h e   co mp a r at iv ob se rv a t io ns  o th e   ab ov e   g r aph s   (resi stiv i t y   a nd   c on duc t i v i t y   were  s imp l ifi e d   as  i F i g u r e   4 .   I t   i fo u nd  tha t   t he   d ec r e a s i ng  va lue s   o r e sisti v i t y   a nd  incr e a s i ng  c o n d u ct i v i t of   e a c c o m pos i t e   shows  the  re spo n se  o gra p h ite   p ar tic le t o   U c u ri ng  irra di a t i on It  i reco rded   t h a th hi gh e s t   e l e c tr ica l   c o n duc t i v ity   o f   r e n e w a ble   p o l ym er   g r a ph it com posi t e by   f ou po int   p r o b e   m e t h od   w a 1. 19  X   10 -5  at  P G 30   c ompos it e s .         (a)     (b )      F i gur e   4.   E lec t r i c a ( a )   r e sist ivi t y   a n d   ( b)   c ond uc ti v ity  o U V   c ur able  r ene w able  p olym er   g r a phite  c om p o s i tes  corr espo n d  to  UV  curing  tim e r e spec tive l y.       Mea n wh ile,   in   F igur s h o w I-V   c ha rac t eriza tio of   r e n ewa b l e   po l y me r   gr aphi t e   c ompo si t e v i a   tw p o i n t   pr o b e   me tho d .   F o l l ow ed  t h e   t he or e tica l   v a l ue s,   t he  v o lu m e   r esist i v i t y   d e c re ase  wh i l the  c o n duc t i vi t y   o t h com p os i t inc r ea se .   Ev e n   upo U V   c u r i ng  i r r adia ti on,   r enew a b l e   p o l ym er   c om posi t e s   wit h  lowe r  gra ph ite  par tic l e s st i l l d o e s   n o t   g i v es a ny  val u to   r e s ist i vi t y ,   r e su lts  i n o   c on duc t i vi ty  r ecor d ed.     A s   m enti o n ed   a bo ve,   U V   cur e p o l y m e r   com p o s ite ar know t o   e x hi bi s u per i or   m ec h a ni cal   pr ope r tie d u to   t he ir   h ig cr oss lin de ns ity .   H o w e ver ,   t hi l im i t a t i on  ca be  r e l a t ed   t o   t h pr e s e n ce   o O H   an d   COOH  fun c tio n a g r ou ps  c on tent  i n   e ach   c o n s ecutive  mat r i x   w i t h   a d dit i on   o f   g r a p hit e   w hi ch   e v i d e nt  c h an ges  i n   F TIR  s p ec tra.   T h e   f av ori ng  PG 20   com posi t es  w h e r e   t he   p e r co la ti o n   t hr e s h o l d   o cc ur   s how s m a l l e r   re si s tiv it y   v a l u e s   w i t h   in c r ea si ng   f il l e co nt e n t   l e a d   t o   th e   c o ndu c tin g   p a th wa y s Th e   el ec t r i c a l   c on duc t i vi ty  o f   5 . 0  X  1 0 -5   S / c m ,  1 . 0  X  1 0 -4   S /c and  1. X   10 -4  S / c m   w e r e  c a l c u l a t e d   f o r   P G 20,  PG 25  and  P G 30   com posite s   r e spec tive l y.   None the l e s s,   a t h e   gr ap h ite   p ar tic l e s   i n cre a se,   the  val u o f   e l e c t rica con d u ct i v i t sha l be  sta gna nt  a nd  a c hie v e d   t he  c o n d u c tiv it of  g r a ph ite  i ts  s e l f .   T h e   chem ical  i n t era c t i on be twe e the  func t i o n a l   gr oups   p r e se nt  o th gr aph ite   s ur fa ce  a nd  r e new a bl e   pol ym er   a l s o   c on tr i b ute d   t i m pr ov i n e l e c t r i c a l   c o n duc t i vi t y   b el imin at i ng  un b o n d e d   g a p or   m icr o - voi ds  t ha t   h a v e   hi g h   r esisti v ity,   de t r i m en ta l   to  t h e   f o r m a tio of   t he  c on d u c t i v e   ne tw or w i t h   a   v e r y   l o w   v o l u me   o c on d u ct ive   re inf o r c em ents  [ 23] I n   t his  r e gar d ,   i t   i s u gge ste d   t ha t   d i ffe r e n t   m e a sur e m e nt  t ec h n i q ues  s ho ul b e   i m p l i e d   t va l i da te  t he   c o n d u c t i o n   c o mpo s i t es  s ys tem   [24,   25] .             F i g u r e   5 . Ele ct rical  p ro fi le o f UV  cura ble r e new a b l e po l y m e gr aphi te  c o m po s ites  by  tw po i n t   pr obe  m e t hod   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN: 2088- 8694   I nt   J  P ow  Elec   & Dr i   S y st V ol.  11,  N o.  1 , Ma r  202 :    459    46 46 4 4.   CONCL U S ION    The   U V   c u rab l rene w a ble   po l y me gra p h i te   w as  s ucc e s s fu l l y   fa br ic a t ed.  D u ri ng   p r o l onge U V   curi ng  irr a d i at ion,   t w o   c om pe ti n g   p roc e ss  ar e   ex pe cte d   t t a ke   place :   ( 1 the   ad d iti on   a n d   r ea rra ngem e nt   o fu nc ti o n al  g r o up o n   g ra p h ite   p ar tic l e a nd  re new a ble   po l y me r esulti ng  in  i nc rea s of  t he   m ateria l s   pro p er t i e s   a n d   (2)  dete ri orat i on  of  g rap h i t e   par t ic l e a n rene w a ble  po l y m e lea d i n t o   q ue nc h i ng.   T hes e   phe n o m e na  w e r respo n si b l e   for  the   fl uct u a t in va lue s   i n   func t i on ali t y   a s   w e l as   t h e   e l ect ri cal   p ro fil e o f   t h e   rene w a ble  p o l y m er gra phite  c om po sites.       ACKNOW LEDG E MEN T   The   au t hors  w o u l l i ke  t th a nk  Min i s t r y   o E duca t io Ma lays ia  t h ro ug Fun d am en tal  Resea r ch   Gran t   Sch e me   ( Ph a s 1 / 2 0 1 5 ) v o t   153 a nd  MyB r a i n15   ( M y Ph D ) a s   w el a s   U niv e rsit Tun   H u ssei n   O nn  Ma lays ia ( U T H M ),  J ohor,  for  suppor tin g t h is re s ear ch.      REFE RENCES   [1]   N.   M E l sayed,  et  a l .,   " Inv e st ig atio o f   t he  e ffects  of   f ulleren e   a d d i t i on  an pl as ma  e xposure  o opti c al   p ropert i e s   of   p o l ysty rene f ilms, "   I O S R  J.   Appl.   Phys. ,   vo l. 7 , no .  6,   pp .   6 4 7 0 , 20 1 5 .   [2]   H .  W a n g ,  Y .   W a n g ,   D .  L i u ,   Z .  S u n ,   a n d   H .  W a n g ,   " E f f e c t s   o f   a d d i t i ves  on  weat her-resi st a n ce  propert ies   of  po ly uret hane  f ilm exp o s e t o   u lt ravi o l et   r adi a ti o n   a nd   o zo ne  a t m osp h ere,"  J.  Nano ma ter . ,7 pg s, 20 1 4 .   [3]   A.   J av adi ,   H S.  M ehr,  M .   S o b a ni an M .   D S ouce k "P rog r ess   i org a n i c   c o a ting s   c u r e - on -c om ma nd   t e c h no lo g y  :   a rev i ew  o f   t h e cu rren s t at e o f  the art,"  Pr og.  O r g.   Coati ngs v o l.  1 00 ,   p p .   2 –3 1,  201 6.   [4]   S .   W an,  et,  et  a l . ,   " S e q u e n t i a l l y  b r i d g e d  g r a p h e n e   s h e e t s  w i t h   h i g h  s t r e n g t h   ,   t o u gh ness   ,   a nd  electri cal  c o nd uc tiv i ty , "   PNAS v o l.   10,   p p .   6–1 1,   2 0 1 8 .   [5]   N.   D e t d u ang c ha n   an T.   W it tay a ,   "Eff ect   o UV-T reatm e nt  on  prop ert i es   o f   bio d eg radabl film  from   rice  s t arch,"  I n t.  Fo od  Re s .  J . ,   v o l .   2 0 ,   n o.  3 pp.   4 6 4–4 69 2 013.   [6]   F.  T .   The m a ,   et  a l .,  " Sy nt hesis  a n d   ch aracterizat io of   g raph ene  thi n   f ilms  b y   c h emical   r eduction  of   e xf oliated  and  in tercal ated  g rap h it e oxid e ,"  J. Chem . , vo l . 3 , 20 1 3.  [7]   N.   M .   A b d u llah,   A .   Z.   M .   Rus,  a nd   M .   F.   L .   Ab du ll ah,   "Enhancem e n t   o f   gra p hi te  f un ctio nalit y   i n   renewab l po ly m e r co m p os i t e p r op erti es ,"  Int .  J.   En g. T ech no l. v o l .   7(3 . 14 ) ,   p p. 2 15 –2 20 ,   2 0 18 .   [8]   N.   M un irah,  A .   Z afi a h ,   M Ru s,   a nd   M F .   L Ab du llah ,   " Sy nerg i s ti i n fl uen ce  o f   g rap h i t on   b io pol y m er  com p os it e s  p ro p e rt ies , "   J. T ekno l . ,   v o l 7 7 , n o . 32 ,   p p. 1 1– 19 2 0 1 5 .   [9]   T.   Z ho u ,   X .   W a ng ,   P .   C h e ng,   et  al . ,   " Imp r ov in th e   the r ma c o n d u c tivi ty   o e p ox re sin   by   t he   a d di tio of  a   mixture  of   g rap h ite  n a n oplat elet and  silicon  carbide  m i c ropart ic l e s,"  Expr es s  P o l y m.  Let t . ,   vol.  7,   n o.   7 pp 5 8 5 59 4,   2 0 13.   [10]   A.   Z .   M.   R us,   N.   M .   Ab dull a h ,   M F.   L .   A bdul lah,   a n d   M .   I.   F .   I d r is ,   " G ra ph ite / bio-b a se e p o x y   c o mp osite s:   st ruct ural, opti cal an d  el ectri c a l   propert ies , "   Ap pl .  Me c h . Ma te r. ,   vol 7 99– 80 0,  pp.  15 3 1 5 7 ,   2 01 5.  [11]   N.   M .   A bdull a and   M .   F .   L.   A bdu llah ,   " Mech an i c al   r einf o r cem e n t   o f   co nd ucti ve   g rap h i t b i op o l ym er  t hin   f i lm   com p os it e , "   A R P N J.  E ng.  App l .  Sci. ,   vol.  10(2 0 ),   pp.   9 7 7 2 9 775 2 0 1 5 [12]   M.  Y Zakari a,   et  a l .,   " Eff ect  o f   th ad dit i on  of   m ill e car bon   f i b er  a s   seco ndar y   f i ll er  o n   t h electri cal  c o nd uc tiv i ty   o g r a p h i te /e po xy   c om po site s   fo e l e c t ric a l   c o n d u c tive  materi al ,"  Co mp os. Pa rt B  E n g. vo l.   8 3,  p p .   75 –8 0,   201 5.   [13]   P .  J . Bri g andi, " E l ect ricall y   c o n d u ct ive m u ltip hase po l y m er  b l e n d  carbon -bas ed co m p o sit e s,"  PhD  Thesi s .   20 17 .   [14]   T .  C .   M o k h e n a ,  M .   J .  M o c h a n e ,   J .  S .   S e f a d i ,   S .  V .   M o t l o u n g ,  a n d   D .   M.   A n d ala,   " T h erm a co nd uct i vi ty   o f   grap hi te-b a s ed  p o l y m er  c om p o sites , i n   Im pa c t  o f   T h er mal Cond u c t i vity on  En ergy  T echn o l o g i es A .   S h a hzad,   Ed Int echO p en,   pp . 1 8,   2 01 8.  [15]   Y.   J ia ng S.  Y Zh a n g,  X L.  Z h a ng a n T.  Z ha n g " I mp rov i n g   t h perf o r man ce  o f   UV-cu rab l co a t in gs   w it h   carbo n a no m a terial s, eXPR E S S Polym.  Let t . v o l .   1 2,  no.   7 ,   p p . 6 28– 63 9,   201 8.   [16]   A.   Z M.  R u s ,   N.  M .   Ab du llah ,   M F .   L Ab du ll ah,  and   M.  I F.  I dris,  " G ra p h ite b i o-b a se d   e p oxy   c om po si te s:  t h e   m echan ical  p rop e rti e s i n t e rface, ”  App l . Mech. Ma ter. ,   v o l 7 9 9 –800,   p p .   1 1 5 1 1 9 201 5.   [17]   N .  M .   A b d u l l a h ,  M .   S .  K a m a r u d i n ,   A .  Z .   M .   R u s ,   a n d   M .   F .   L .  A b d ullah,   P r eparat ion   o f   c o n du cti v pol y m er  g r aph i te ( pg   ) c o mp os i t es,”  IO P Co nf .  S e r.  Ma te r. Sc i.  En g ,   v o l . 22 6 (1 21 81),   20 1 7 .   [18]   A.   Z M.   R u s et al .,  In t e rcon ne cted   i n t erf ace  en han ced  e lectri cal  p ro pert ies   of   g r aph i t e   i bio-b a sed   ep ox f r o m   insulating  t o  con du c t or c o m po si te s,”   In di an J.  S c i.  T ech no l. ,   v o l . 8 , no .   1 7 , p p.  8– 1 2 , 20 1 5 .   [19]   Z.   M .   Ru s,   N .   M u n i rah  A bdu llah,   an M .   F .   L.   A bdull a h,   " M echan i cal  b eh avi o o f   u lt ra  v io let   (U V)  c urab le  renew a bl po lym e r/ graph i t e   ( PG), In di an J.  S c i. T ech no l. v o l 9, no   48 p p . 1 –4 2 0 1 6 .   [20]   T.   X u ,   " Uv -Curabl e   H y b ri d P o lyureth a nes , "   M a ster  T h es is 20 14 [21]   S .   I K h an,   "A  S t u d y   O n   Graph e ne  B a s ed  N ano c om p o si te  C oa ti n g S ub j ected   T U v   D egrad a tio n , "   Deg r ee T h esis no . D ecemb e r. 200 7.  [22]   Y.   P eret s ,   et a l .,  "Inf l u en ce  of   u ltrav iolet/ ozo noly s is   t reat m e nt  o f   nan o carbo n   f ill e on  t h el ectrical   r esi s tiv i t y   o f   e p ox y c o mpo s i t e s ,"   N a no sc a l e  R e s. Le tt. ,   vo l. 11 ,  no .  1 p p . 3 70 2 0 1 6 .   [23]   J.   L i,  J K.  K im an M .   L u n g   S h am,  "Con du cti v graph i t e   n ano p l a t elet/ep oxy   n ano c om p o si tes:  E ff ect o f   exf o li ati on  and  UV/ ozo n e t r eatm e nt   o graph i t e , "   S c r. Ma te r. ,   vol 5 3 no.   2 ,   p p . 2 35– 24 0,   200 5.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int J  P o w   E l e c  &  D ri S yst  IS S N :   2088- 86 94       El e c t r ic al  p r o f i l e  o f  ult r a   v i ol et  (U V)  cu r a bl e re n e wabl e   p o l y m e r g r a phi t e  (PG )  …  (N u r   Mu ni rah   Ab dul lah )   46 5 [24]   M .   B rass,   F .   Mori n,   a nd   T .   Me l d ru m,   S p a t i a lly  r esol ved   m easu r e m e nt of   c ross li nkin g   i uv -curab le  c o a ti ng u s i n g   s i ng le - s id e d  N M R , "   M a gnetoch emi s tr y ,   vo l.  4, n o . 8 , pp . 1– 9 , 20 1 8 .   [25]   A.   J M a rsd e n,  D G .   P apag eorg io u,  C Valles,   A Lisc i o,  V Pal e r m o ,   M .  A .   B i s s e t t ,   R .   J .  Y o u n g ,   a n d   I .  A .   Ki n l och , "El e c t r ical  perco lati on in  g ra p h en e–p o ly m e r com p osites ,"  2D  M a ter .,  vo l . 5 , 2 01 8.       B I OGRAPHIES  O F AUTHO RS         Nu Mu nira A b d u lla i s   a   g ra du a t e d   P h D   h ol de r   in   M e c h a n ic a l   E n gi neerin (M at erials f r o m   U n i v ersi ti   T un   H uss e in   O nn   M alay si (U THM ) M a lay s i a   u nder  th s u p e rv ision  of   A ss oci a te   P r o f esso D r Anik Z a fiah  b t   Mo hd  Rus   and   A ssociat P r o f esso D r .   M u h a mm ad  F ai Li ew  b in   A b d u ll ah.  H e res earch   p u r po s e   i s   c e n t ered   o g r a p hi te/   ren e wab le   p olym e r   c on duc tiv e   co m pos it es. Befo re t hat, sh e  r eceiv e d M.A . (b y  Res earch) i n  M ec h a nical  En g i n eeri ng (Ma t erials)  f r om  U n i versiti   Tun   Hussei n   O nn  M a lay s i a   ( UTH M ),   M al ays i (20 1 2 b a sed  o n   s em i c ond uct o m a t e ri als   with   o rgan ic  d ye  a s e ns it izer  f or  dye-sen si ti ze d   sol ar  cell  appl i cation  wh ilst  B S c .   (Hons.)  i n   P hy sics  f ro Un i v ersiti  Putra  Ma l a ysi a   ( U P M),   Malays ia   ( 20 09 foc u sing   o n   d i el e c t r ic p rop e rti e s of  org anic material s         A n i k Za f i ah  M oh Ru is   a A s s o ciat Prof ess o i n   t he  F acul t y   o f   M echan ical  a n d   M a n u f actu r in E n g i n eering   at   t he  U ni versit of   T un   H uss e in  O nn   Malaysi a   ( UT HM) .   S he   o b t a ined   h er  P h D   i M a rch  20 07   f ro U n i v ersity   o f   W a rwi c k,   U nit ed  K i n g dom   i P o l y m e Ch emi s t r and   E n g i neeri ng,  B Sc  ( Ho ns i n   M e c h a ni cal  E ng in eerin g   ( M a nu fa c t u r ing )   i 19 98   an M S in   T ec hn ical  a nd   V ocati o n a in   1 99 fro m   U n i versity   o f   T echno lo gy   M al a y si (U TM ),  an her  Di ploma  in  R ub ber  and   P l astics   T e c hno lo gy   f ro U n i v ersi t y  o f   T e c h n o l o g y  M A R A   (U iTM )   i 1 9 9 3 S h st art e h e career  a s   lect urer  a t h P o l ytechn i S e beran g   P r ai  ( PS P )   i n   1 9 9 9   a nd   w as   t rans f e rred   t o   UTH M   i n   200 (f ormerl k now as   P LS P ) .   A t  t h e  p r e s e n t  s h e s  a   t h P r in c i p l Res earch er  i n   th Ad vanced   M anu f act uri ng  an Mat e rial Ce nt er  ( AM M C ),  F acu lty   o M echani cal  a nd   M a n uf act urin g   E n g i ne eri n g .   S he  h ad   m o re  t han  10   y e a rs   e xperi ence  o f   t each in i n   h igher  edu c a t io in   P ol y t ec h n i c   a n d   U T HM,   which   in vo lv ed  t eaching  in   E lectri ca T echno lo gy E n g i neeri n g   S c ien ces,  M i cro  Teach i n g ,   M ech a n ical   E n g i n e e r in g   S k il ls ,   M a te r i a l s   S c i e nce,  E ng in e e ri ng   M ateri a ls   S elect ion,  M ech anical   E ngi neerin g   De sig n En gi ne e r in Po ly me r   an d A d v a nced  P o l y m er.        M o ham m a F a iz  L iew  Ab dull a is  a   P rof e ssor  i th F acul t y   o f   E l ectri cal  a n d   E l e ct ronic  E n g i neeri n g   a t   t he  U ni vers ity   of  T un   H u s s e in   O nn  M a lay s i a   ( UT HM ).  H co m p l e ted   h i P h D   i n   A u g u st   2 00 from   U n iv ersity   o W a rwick,   U nit e Kin g d o m   in  W i r el ess   O p tical  C om m unicatio n   E n g i neeri ng.  H rec e i v ed  M E n g   by   r es earch   i O p ti cal  F i b er  C o m m u n i catio n   i n   2 00 0,   B S c   (H ons in   Elect rical  E n g i n eeri n g   (Co m m u n i cation)  i 19 97   a n d   D i Ed ucation   in   1 99 f r om  Un iv e r s i t y   o T e c h n o l o g y   M a la y s i a   ( U T M ) .   H i s   c a r ee r   p a th   s ta r t e d   as  a   l ect urer  a P o lytechn i Se be ra ng   P ra (PSP)  i n   1 9 9 9   a nd   w a s   t ra n s fe rre i n   2 00 t o   U TH M  ( f o r m a l l y  k n o w n  a s   P L S P ) .   A t   t h e  p r e s e n t  h e s   a n  A s s o c i a t e   P r o f e s s o r  a n d   t h e  D e p u t y   D e a n   (Research  a n d   D ev elo p m e nt ),   F acu lty   o f   El ectri cal  &   E l ectron i En gin eerin g,  U ni versit Tun   H u ss ein  O nn  Ma laysia  ( UTHM) .   H e   h ad  1 5   yea r exp e rien ce  o f   t e achin in   h ig her  edu cati o n ,   w h i ch  i n v o l ved   the  s ubj ect  O p t i cal  F i ber  Comm u n ica t io n,  A dv anced   O pt ical   C o m m u n i cation ,   A dv an ced   D ig ital   S ig nal   P r ocess i n g   an etc.  H is  r esea rch   area  o f   i n t e r es are  w i rel e ss   a n d   opti cal   c om m unicatio n,   p h o t o n i cs  a n d   ro bo tic  i com m un icat ion.          H a nani   A bd   W a h ab  i s   lectu r er   i n   F acu lty   o f   M ech a n ical   a n d   M a n uf actu r in Eng i n eerin at   t he  U n i v ersi ty  o f   Tu H u ss e i n   Onn  M a lay s i a   ( UTH M ).   S he  i s   current ly  a  P h D  c a n d i d a t e  i n   M ech a n ical   E n g i n eerin (M at e r ials at  U n i versiti   Tu n   H u ssei n   O n Ma l a ysia  ( U T HM).   S h e   o b t a ined   M sc.  in  M echatro ni cs  E n g i n eerin i n   2 0 0 7   f r o m   I ntern a t io n a I s la m i c   U n i v e r s i ty   M a l a ysi a   ( IIU M an BEn g   o f   A r tifi cia l   I n t e l ligen ce  S y stem   E ngi neeri ng  i n   2001   f rom   K y u s h u   Institute  o f   T echnology  ( KI T ) Ja pan.   S he  h ad  m ore  than  1 y ear experi enc e   o f   teach in an d   res earc h es  i h i g h er  e d u cati o n .   H er  i nt erest   is  i n   con t rol   sy st em   s t r ategi e an o p t i m i zatio n   wh ic h c a n   b e   us e d  in  solu t i o n s   t o   ma ny  e ng ine e r ing   pro b l e m s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.