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。     

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。     

低密度聚乙烯/炭黑/季戊四醇复合材料PTC特性的研究

采用流变仪制备了低密度聚乙烯/炭黑(LDPE/CB)复合材料和LDPE/CB/PE(季戊四醇)复合材料,研究了PE对LDPE/CB体系正温度系数(PTC)效应及负温度系数(NTC)效应的影响;并对复合材料进行了热循环测试,研究季戊四醇对PTC材料重演性的影响。结果表明,PE对LDPE/CB体系的PTC强度没有影响,对NTC效应有一定的抑制作用,对重演性有一定的改善作用。     

HDPE/ PC/CB复合体系双逾渗行为的研究

以炭黑(CB)为导电填料,填充到2种不相容的高聚物高密度聚乙烯(HDPE)和聚碳酸酯(PC)基体中制备高分子基正温度效应(PTC)材料.研究表明,CB在HIRE中的逾渗阈值约为20%;HDPE/PC/CB三元复合体系形成了双逾渗行为,当HDPE/PC质量比为40/60时,三元复合体系具有较好的PTC及PTC重复性.     

HDPE/PVDF/CB复合体系PTC性能的研究

以HDPE/PVDF共混物为基体 ,研究了两种不同类型炭黑 (CB)的用量 ,以及HDPE/PVDF配比对复合物的正电阻温度系数 (PTC)的影响。结果表明 ,HDPE/PVDF/CB三元复合体系具有很强的PTC特性 ,可用于制作电致发热稳定性良好、自限温度 ( 85± 5 )℃、具有商业用途的自控温伴热带     

二氧化硅对EP/CB复合材料电性能的影响

以二氧化硅( SiO2)为添加剂,低结构炭黑(CB)为导电填料,环氧树脂(EP)为基体树脂,甲基四氢邻苯二甲酸酐( MeTHPA)为固化剂,采用超声分散溶液混合法制备EP/CB/SiO2复合材料.通过电阻-温度特性测试和扫描电镜等分别对其电性能和微观形貌进行了表征与分析.结果表明,随SiO2含量增加,复合材料的室温体积电阻率先下降后上升,当SiO2质量分数为0.5％时,电阻率达到最小值;含SiO2的EP/CB/SiO2导电复合材料仍具有正温度系数( PTC)和负温度系数(NTC)效应,但其PTC强度小于EP/CB复合材料,NTC效应也弱于EP/CB体系.     

HDPE/CB复合体系PTC行为的工艺研究

采用高结构导电炭黑(CB)Vxc—72与半晶聚合物高密度聚乙烯(HDPE)进行熔融共混，制备复合型导电高分子材料。研究了该复合体系中偶联处理、混炼时间、辐射及退火处理等工艺因素对其PTC(电阻—温度效应)性能的影响。结果表明，当辐照剂量为140—160kGy、炭黑非均匀分散且进行退火处理时复合体系具有最佳的PTC性能，但混炼时间过长、偶联处理均会使复合体系PTC强度降低。     

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。     

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。     

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。     

偶联处理对HDPE/炭黑复合材料PTC性能的影响

以HDPE／工业炭黑(CB)复合材料为研究对象，考察了炭黑及偶联剂种类、用量对高分子PTC(正温度系数)导电材料性能的影响，并探讨了偶联接技机理，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)进行表面处理可显著提高复合材料的电导率，减小NTC(负温度系数)效应；钛酸配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％。     

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。     

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。     

增容剂对PE-HD/PC/CB导电复合材料PTC效应的影响

研究了增容剂马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)对高密度聚乙烯(PE-HD)/聚碳酸酯(PC)/炭黑(CB)复合材料导电性能的影响。结果表明,加入增容剂有利于增强复合材料的正温度系数(PTC)效应,其中嵌段共聚物SBS对复合材料PTC效应的改善效果相对较好,SBS含量为4%(质量分数,下同)时,复合材料的PTC强度最高,比未添加时提高了14.3%;接枝共聚物PE-g-MAH的加入对复合材料PTC效应的增强效果弱于SBS;无规共聚物EVA的加入对负温度系数(NTC)现象具有明显的抑制作用,使复合材料的NTC强度从0.3下降至0.08。     

高密度聚乙烯/多壁碳纳米管和高密度聚乙烯/炭黑导电复合材料阻温特性的研究

采用溶液法制备了高密度聚乙烯/多壁碳纳米管（PE-HD/MWCNTs）和PE-HD/炭黑(CB)导电复合材料,并研究了该复合材料的阻温特性。结果表明,与PE-HD/CB复合材料相比,PE-HD/MWCNTs复合材料的室温电阻率更低,并且可以具有较高的正温度系数（PTC）强度和较小的负温度系数（NTC）效应,因而具有更加广泛的应用前景。同时通过对PE-HD/MWCNTs复合材料阻温全过程进行分析,发现PTC效应由碳纳米管向晶区扩散及基体体积膨胀效应共同导致,而NTC效应则是由于碳纳米管的热运动形成的相互接触所致,而并非粒子附聚。     

Carbon black–filled immiscible blends of poly(vinylidene fluoride) and high density polyethylene: The relationship between morphology and positive and negative temperature coefficient effects

Conductive polymer composites were prepared by melt-mixing of an immiscible blend of poly(vinylidene fluoride) (PVDF), high density polyethylene (HDPE), and carbon black (CB). Three major factors—the carbon black content, the carbon black type, and the composite morphology—were shown to have remarkable effects on the positive temperature coefficient (PTC) and negative temperature coefficient (NTC) effect of the composites. The relationship between the morphology and the PTC and NTC effects of the composites was investigated using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM). The OM micrographs indicated that CB was selectively located in the HDPE phase and the SEM micrographs showed that there were some gaps between the two phases. The PTC effect of the composites is caused by the thermal expansion as a result of the melting of the HDPE crystallites. The morphology of the composites greatly affects the PTC and NTC behaviors of the composites. When the CB-filled HDPE formed a continuous phase and the PVDF formed a dispersed phase, the PTC and NTC behaviors of the composites were similar to those of CB-filled neat HDPE composite without crosslinking. When the composite exhibited an interlocking structure, a normal PTC effect could also be observed, but the NTC effect was delayed to higher temperatures. A mechanism was proposed to explain this new physical phenomenon, and the mechanism was verified by another CB-filled polymer blend comprising an alternating copolymer of tetrafluoroethylene-ethylene and HDPE.     

PTC effect in carbon black‐filled ethylene–propylene–diene terpolymer systems

The positive temperature coefficient (PTC) effects of carbon black (CB)‐filled semicrystalline and amorphous ethylene–propylene–diene terpolymer (EPDM) composites were studied. The semicrystalline EPDM/CB composite exhibited a low PTC effect followed by a pronounced negative temperature coefficient (NTC) effect, while the amorphous EPDM/CB composite exhibited only an NTC effect. By the effect of γ‐ray irradiation, not only was the NTC effect of the composites eliminated, but also a high PTC effect appeared. The PTC intensity reached as high as six orders of magnitude even for an amorphous EPDM/CB composite and the PTC transition temperature decreased with the irradiation dose. © 2001 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 80: 1571–1574, 2001     

固相混合对CB/HDPE复合导电材料性能的影响

研究了成型加工中，炭黑填充HDPE复合材料必经的固相混合过程对其性能的影响，结果发现，混合使材料的导电性能明显变差，冲击强度和流动性能的改善却极其微弱；但固相混合使炭黑的分散程度得以改善，结构发生破坏，HDPE晶粒尺寸变小，结晶度增大，异机成核的晶粒增多，参与导电的炭黑粒子数量减少，从而将导致材料的导电性明显恶化。     

低熔点有机晶体对HIPS/CB复合材料导电性能的影响及分析

探讨低熔点有机晶体对高抗冲聚苯乙烯（HIPS）／炭黑（CB）复合材料室温电阻率及温度-电阻率曲线的影响，并采用SEM、XRP、DSC等测试手段对含有低熔点有机晶体的HIPS／CB复合材料的结构进行分析。实验结果表明，加入有机晶体后，HIPS／CB复合材料的室温电阻率明显降低，同时随晶体含量的变化呈不同强度的正温度系数PTC（Positive Temperature Coefficient）效应，且强度明显要高于未填充有机晶体的HIPS／CB材料，含有有机晶体的复合材料FFC转变温度在晶体熔点附近，可设想通过添加不同熔点的有机晶体达到控制复合材料FFC转变温度的目的。