高分子PTC导电复合材料加工流变行为研究

以高分子PTC（正温度系数）导电材料LLDPE／CB、HDPE／CB、PVDF／CB为研究体系,考察了剪切速率、加工温度对复合材料加工流变行为的影响,并分析了3种体系的粘流活化等流变数据,得到了适于3种材料生产的加工条件。     

正温度系数导电复合物加工流变行为

以高分子PTC（正温度系数）导电材料LLDPE／CB，HDPE／CB，PVDF／CB为研究体系，考察了剪切速率，加工温度对复合材料加工流变行为的影响，并分析了3种体系的粘流活化能等流变数据，得到了适于3种材料生产的加工条件。     

PE/CB/EPDM导电复合材料的研究

通过研究不同种类炭黑及基体树脂等对于导电复合材料电性能和力学性能的影响，确立了以HDPE为基材，导电炭黑为填料的导电复合体系。实验结果表明：当EPDM加入量为10－15份时，HDPE／CB／EPDM复合材料具有较好的综合性能。     

溶液法制备的CB/HDPE/UHMWPE复合材料的导电性能

以导电炭黑(CB)为填料,高密度聚乙烯(HDPE)和超高摩尔质量聚乙烯(UHMWPE)为基体,通过超声溶液分散法制备了CB/HDPE/UHMWPE复合材料,并研究了CB含量对复合材料体积电阻率和阻-温特性的影响。研究发现,当HDPE∶UHMWPE质量比为7∶3,CB含量在5%左右时,CB/HDPE/UHMWPE复合材料能够形成完善的导电网络,材料具有较好的电性能;材料的体积电阻率随着温度的升高变大,在熔点附近时剧增,且材料的正温度效应(PTC)强度在CB含量大于渗流阈值的范围内,随着CB含量的增加而逐渐减小。通过多次对复合材料进行热循环测试发现CB/HDPE/UHMWPE复合材料具有良好的热稳定性。     

热历史对LLDPE／EVA／CB导电材料PTC性能的影响

研究了淬火（液氮冷却）,空气自然冷却,空冷后退火,水冷,缓慢冷却等不同热历史条件下LLDPE／EVA／CB导电复合材料的PTC（正温度系数）特性,并借助DMA,DSC,SEM,TEM等手段揭示了LLDPE／EVA／CB导电复合材料PT特性与结晶形态等结构间的关系。结果表明,LLDPE／EVA／CB导电复合材料的PTC行为受结晶度和结晶形态影响很大,结晶度愈高,室温电阻愈小,PTC强度愈高;结晶形态愈复杂,从室温至PTC转变温度的低温PTC效应愈强,熔体缓慢冷却及退火工艺,可提高复合物结晶度,降低取向作用,使电阻率下降。     

炭黑粒子偶联处理的HDPE复合材料PTC性能研究

研究了以HDPE为基体,工业炭黑（CB）为导电粒子的高分子复合材料的PTC（正温度系数）导电行为。考察了炭黑及偶联剂种类、用量对高分子PTC导电材料性能的影响,并探讨了偶联接枝机理,从理论上对改性效果进行了分析。结果表明,对炭黑,尤其是槽法炭黑 表面处理可显著提高复合材料的电导率及减小NTC（负温度系数）效应;钛酸酯偶联剂具有最佳改性效果,可明显改善炭黑粒子分散状态,增强材料的PTC效应,其最佳用量为1％质量份。     

聚乙烯/炭黑导电复合材料PTC特性的研究(Ⅱ)--辐射交联对导电复合材料PTC性能的影响

采用^60Coγ-射线对HDPE／CB导电复合材料进行辐射处理，研究了辐射剂量对于该复合材料室温电导率、PTC性能及稳定性的影响。结果发现，在50-300kGy范围内，随着辐射剂量的增加，复合材料的PTC强度增大，且复合材料的稳定性有所提高，NTC效应有所降低；同时，辐射交联对体系的室温电阻率影响不大。DSC测试表明，当辐射剂量为150kGy时，辐射处理对于HDPE的熔点、结晶度影响不大。     

高温热处理对HDPE/CB导电复合材料性能的影响

在高密度聚乙烯(HDPE)中加入适量的炭黑(CB)制备了HDPE/CB导电复合材料。通过对HDPE/CB导电复合材料热处理前后性能的研究,发现高温热处理可以消除成型加工对导电复合材料导电性的不利影响,显著改善未交联HDPE导电复合材料的导电性;并发现在热处理的温度上可以突破传统的将热处理温度限制在HDPE熔点之下的做法。而使材料的热处理温度超过熔点。     

PA1010／CB、CE／CB体系的PTC效应研究

研究了炭黑（CB）含量对LDPE、HDPE、PA1010电阻率的影响,以及LDPE／CB、HDPE／CB、PA1010／CB复合体系的电阻－温度特性,发现PA1010／CB体系的正温度系数（PTC）转变温度较高,但与HDPE／CB体系相比,其PTC强度却很低,不适于制备PTC材料。HDPE／CB体系在160℃附近具有较高的PTC效应,且辐射交联可消除其负温度系数（NTC）效应,容易加工成型,是制备低温区PTC材料的较好体系。     

EVA对HDPE/EVA/CB导电复合材料性能的影响

分别研究了HDPE/CB、EVA/CB两种复合材料的导电性能,并研究了不同含量EVA对HDPE/EVA/CB复合材料性能的影响,包括体系结晶度的变化和微观形态。根据TEM图片发现,CB在HDPE/EVA/CB复合材料中主要存在于HDPE相中,EVA的加入增加了复合材料的室温电阻率,同时,提高了材料的熔体指数。当EVA含量在37.5%～50.0%之间时,可以得到较理想的加工性与导电性能的平衡点。     

多壁碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的导电行为研究

采用超声波分散溶液混合法,制备出导电性能优良的多壁碳纳米管(MWNTs)/高密度聚乙烯(HDPE)导电复合材料。研究了不同含量及长径比的MWNTs对HDPE导电性能的影响。结果表明:MWNTs可以显著提高复合材料的导电性,其体积电阻率由1017Ω.m降至107Ω.m;长径比较小的MWNTs分散性较好,并能显著提高材料的PTC(正温度系数效应)强度,当w(MWNTs-60100)=7%(相对于材料总质量而言)时,材料的PTC强度达到2.8。采用差示扫描量热(DSC)法分析了复合材料的结晶行为,证明MWNTs可以成为HDPE的成核剂,并能提高HDPE的成核速率,使晶粒尺寸分布变窄。     

高抗冲聚苯乙烯/炭黑导电复合材料 PTC效应的研究

采用SEM、XRP、DSC和体积膨胀等手段对非结晶形HIPS／CB（聚苯乙烯／炭黑）导电复合材料的导电行为进行分析。实验结果表明，HIPS／CB导电复合材料的渗流区域较窄，炭黑含量为30～40g时，电阻发生急剧降低，在渗流阀值附近导电复合材料的电阻率变化最大，跃迁强度为2.2个数量级；HIPS／CB导电复合材料的PTC起始转变温度在85℃左右，与HIPS的玻璃化转变温度接近，HIPS作为非晶材料其体积膨胀较弱，并不足以单独解释PTC效益。     

聚氨酯／导电炭黑抗静电胶粘剂的制备与性能研究

制备了弹性聚氨酯（PU）/导电炭黑复合抗静电胶粘剂,通过体积电阻率的测定考察了该胶粘剂的导电性能,利用热重分析（TGA）和差示扫描量热（DSC）法研究了该胶粘剂的热性能,并采用湿热老化和温度冲击试验研究了该胶粘剂在加入复合抗氧剂前后的抗老化性能。结果表明：当呱导电炭黑）≥6．2％（相对于胶粘剂而言）时,该胶粘剂开始获得抗静电能力;当w（导电炭黑）≈7．0％（相对于胶粘剂而言）时,该胶粘剂的体积电阻率发生突跃式下降;该胶粘剂的热性能由PU基体所决定,导电炭黑对其热性能的影响不大;加入复合抗氧剂后,该胶粘剂具有良好的抗老化性能。     

高密度聚乙烯导电复合材料介电性能的研究

用熔融共混和热压工艺制备了CB/HDPE,MWNT/HDPE聚合物基复合材料,研究了填料体积含量,测试电压,填料形貌尺寸对复合体系介电性能的影响.实验表明,当导电填料含量达到渗流阈值附近时复合材料的介电常数达到最大,测试电压达到一定值时,渗流阈值附近的复合材料介电损耗会迅速增加,相同填料体积含量的MWNT/HDPE复合体系比CB/HDPE体系具有更高的介电常数,利用渗流理论、Maxwell-Wagner界面极化效应和微电容模型解释了实验现象.     

LDPE/HDPE/炭黑PTC复合材料的制备与性能研究

采用流变仪对不同比例的低密度聚乙烯/高密度聚乙烯(LDPE/HDPE)进行了共混,研究了共混温度、转速和时间对LDPE/HDPE复合材料流变性能的影响。对不同比例的LDPE/HDPE进行了X射线衍射(XRD)测试,分析其结晶性能。制备了LDPE/炭黑(CB)复合材料和LDPE/HDPE/CB复合材料,并对其正温度系数(PTC)性能进行了测试。结果表明,制备LDPE/HDPE复合材料的最佳工艺条件为:转速50 r/min、温度170℃、共混时间10 min;LDPE∶HDPE质量比为1∶3时的复合材料结晶度最大;LDPE/HDPE/CB复合材料与LDPE/CB复合材料相比具有较高的PTC转变温度及更高的PTC强度。     

HDPE/碳黑PTC复合材料组成与电性能研究

系统地研究了高密度聚乙烯(HDPE)和天然气半补强炉法碳黑(CB)为主的复合材料的组成对其室温电阻率的影响。在体系组成为CB 43％～48％(质量分数,下同)、润滑剂6％～8％、交联剂0．5％～1．5％、阻燃剂5％～15％、抗氧剂2．5％时,HDPE／CB复合材料室温电阻率为0．6Ω·m,PTC(正温度系数效应)强度7．76,NTC(负温度系数)强度0．9。     

聚偏氟乙烯在智能PTC自控温加热电缆研究中的应用

研究了以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,以油炉法炭黑（炉法CB）为导电载流子制备的PTC（positivetemperaturecoefficient）导电材料的逾渗行为、PTC阻温特性。并讨论了采用PVDF／CB导电复合材料制备的智能PTC自控温加热电缆的电致发热行为、功率行为、伏安情性及通断电稳定性,得到了自控温度130－140℃级防冻保温用新型电加热电缆。     

聚甲基丙烯酸甲酯／聚乙二醇／炭黑导电复合材料的制备与导电性能研究

采用原位聚合法制备了聚甲基丙烯酸甲酯／聚乙二醇／炭黑（PMMA/PEG/CB）导电复合材料，研究了其导电性能及其对有机蒸气的电阻响应性能。结果表明，当MMA／PEG质量比为8／1时，原位聚合反应时间为20～30min，单体转化率可达94％以上；复合材料的导电性能显著增强，当CB质量分数为8．5％时，复合材料的电阻率为1．3Ω·cm；该复合材料在较大CB含量范围内对有机蒸气产生显著的电阻响应，对PMMA的良溶剂（如丙酮、乙酸乙酯、氯仿等）蒸气的电阻响应程度可达104，而对非溶剂甲醇蒸气的仅为140。     

具有原位导电微纤网络的CB／PET／PE复合材料的力学性能

在前期热塑性塑料原位成纤研究的基础上，尝试利用原位成纤方法制备炭黑(CB)／聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)／高密度聚乙烯(HDPE)原位导电微纤网络复合材料(CEMN)，以期增强复合体系的力学强度。通过对CEMN体系与CB／PE体系的力学性能测试发现，CEMN体系的拉伸强度低于普通CB／PE复合物。为增强复合体系的力学性能，应改变加工过程及降低体系中CB的用量。     

填充型多相聚合物导电复合材料的PTC效应

以聚丙烯和低密度聚乙烯共混物为基体,用碳黑为填充材料制备了复合导电材料,导电性能的测试表明多相复合体系的渗滤阈值低于两相复合体系的渗滤阈值。对复合材料PTC效应的分析以及对材料的热性能测试结果表明碳黑在共混体系中的分布。同时探讨了体系碳黑含量的变化对PTC效应的影响。