高导电碳系填充聚乙烯复合材料的研究进展

系统介绍了碳系分散体(碳黑、石墨、碳纤维、碳纳米管等)作为填料填充聚乙烯形成聚乙烯基导电复合材料的研究进展.并根据国内外高导电碳系填充聚乙烯复合材料研究成果的对比分析,对其今后发展提出建议.     

PP/POE/CB半导电屏蔽复合材料的制备和性能

研究了导电炭黑含量和聚乙烯-辛烯弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的加入对热塑性半导电屏蔽材料,即聚丙烯烯/聚乙烯-辛烯弹性体/炭黑(PP/POE/CB)复合体系的体积电阻率和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)分析了POE-g-MAH的加入对PP基热塑性半导电屏蔽复合材料断面形貌的影响。利用转矩流变仪对复合材料的流变性能进行了研究。结果表明,PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料的逾渗现象与炭黑粒子在聚合物基体中的分布状态有关,POE-g-MAH的加入可以进一步降低复合材料的体积电阻率;随着导电炭黑含量的增加,复合材料的拉伸强度均呈现先增加,后降低的趋势,当炭黑用量为30%时,拉伸强度达到最大值。PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料具有较高的导电性能、力学性能、较高的熔体流动速率及良好的加工流动性。     

微螺旋碳纤维/高密度聚乙烯复合材料电渗流行为及机制

以微螺旋碳纤维(CMCs)作为复合材料的导电填料,以高密度聚乙烯(HDPE)作为复合材料的基体树脂,研究了CMCs/HDPE基复合材料的电渗流行为、渗流阈值附近复合材料的导电机制。结果表明:CMCs/HDPE复合材料存在明显的渗流行为,其渗流阈值为6.28%(CMCs的体积分数)或9.77%(CMCs的质量分数);当CMCs的体积分数接近于渗流阈值时,CMCs/HDPE复合材料的导电方式由隧道效应所致。     

高密度聚乙烯/石墨导电复合材料的制备及研究

采用高密度聚乙烯(HDPE)为基体材料,石墨为导电填料,通过物理共混法制备其导电复合材料。对不同石墨添加量的导电复合材料力学性能、热性能和导电性能进行测定,分析了石墨对其复合材料性能的影响。结果表明,不同石墨添加量的复合材料均具有良好的力学性能;石墨填料能够同时改善复合材料的导热性能和热稳定性;石墨能够降低HDPE基复合材料的电阻率,改善材料导电性。     

炭黑填充聚乙烯导电复合材料的性能研究

研究了炭黑填充聚乙烯导电复合材料的性能及增容剂对其性能的影响。结果表明,炭黑填充聚乙烯导电复合材料具有明显的渗滤效应,当炭黑含量为12%时,复合材料具有较好的导电性能;增容剂(乙烯/辛烯)共聚物(POE)和马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)的加入对复合材料的导电性能没有造成太大的影响,却较好地改善了其冲击强度,加入POE还能有效地改善复合材料的加工性能,并在一定用量范围内提高其热变形温度。     

钒电池集流板用导电塑料的研制

采用高速搅拌混合的方式制备了高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯/石墨/碳纤维(HDPE/UHMwPE/GP/CF)复合材料,分析了复合材料的导电性能及微观相态结构,并对复合材料的物理机械性能及加工成型性能进行了研究.结果表明:HDPE和UHMWPE发生相分离,UHMWPE占据非导电相,使得导电相HDPE中的导电填料的浓度相对提高,从而有效提高了复合材料的导电性能;HDPE与UHMWPE的质量比为1/3时,复合材料的导电性能最佳;导电填料质量分数为65%时,复合材料的体积电阻达到0.1 Ω·cm,缺口冲击强度为5.2 kJ/m2,材料的成型性良好,具有最优的综合性能,符合钒电池(VRB)集流板的使用要求.     

聚吡咯/云母导电复合材料的研究

采用原位聚合的方法制备了聚吡咯(PPy)/云母导电复合材料,并采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与1,5-萘二磺酸(1,5-NDA)改性剂对复合材料进行改性.利用透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪、四探针电导率测试仪分别对复合材料的形貌、结构及导电性能进行测试分析.结果表明,利用改性剂改性后复合材料的电导率有了明显的提高,其中1,5-NDA改性的PPy/云母复合材料的电导率最高,可达4 S/cm.     

超高分子量聚乙烯/石墨包覆纳米铜复合导电材料研究

在NaBH4/EDA体系中还原CuCl2石墨层间化合物合成了石墨包覆纳米铜复合填料(GECNP).以GECNP为导电填料,采用球磨共混-热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基复合材料.UHMWPE/GECNP复合材料的X射线衍射(XRD)分析表明:在制备过程中无新相生成;扫描电镜(SEM)观察发现:其微观结构均匀,GECNP以纳米片状分散于基体中,构成导电网络;有关导电性的研究表明:复合材料导电机制符合聚合物基复合材料的导电渗滤理论,渗滤阈值为8.766%,低于常规碳系填料.当GECNP体积浓度为12.8%时,体系电导率最高,为7.55S/cm,高于石墨纳米片填料.     

油酸功能化石墨烯的制备及其在聚乙烯中的应用

以氧化石墨烯为原料,将油酸分子连接在石墨烯的表面,得到油酸功能化石墨烯,并通过溶液法将其与聚乙烯基体共混获得聚乙烯/功能化石墨烯复合材料,研究了复合材料的导电性能。结果表明,在低石墨烯含量下可大幅提高聚乙烯的导电性能。当油酸功能化石墨烯质量分数为8%时,复合材料的电导率达1 S/m;当油酸功能化石墨烯质量分数为10%时,复合材料的电导率达3 S/m。聚乙烯/功能化石墨烯复合材料在电缆屏蔽、电磁屏蔽和抗静电领域具有应用价值。     

炭黑填充聚丁烯复合材料导电性能的探讨

研究了炭黑/聚丁烯复合材料的导电性能。结果表明:同炭黑/聚乙烯、炭黑/聚丙烯复合材料类似,炭黑/聚丁烯复合材料具有明显的渗滤效应,不同炭黑的渗滤阀值相差较大。影响复合材料导电性能的因素有:炭黑添加量、炭黑表面化学性质、炭黑结构。