乙炔炭黑填充导电硅橡胶的研究

对乙炔炭黑填充硅橡胶的导电性能进行研究.实验结果表明:在甲基乙烯基硅橡胶中,随着乙炔炭黑用量增加,试样的体积电阻率呈降低趋势;白炭黑对硅橡胶导电性能有较大不良影响;经过热处理后,硅橡胶的导电性能有明显改善.     

白炭黑对导电硅橡胶的线性及电阻特性的影响

发现白炭黑能明显提高导电硅橡胶的线性特性。确定最佳的白炭黑填充量为１６．７－２３．１％同时对其电阻变化 特性的实验结果作出比较合理的解释。     

炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响

阐述了复合型导电高分子材料的导电机理,分析了4种导电炭黑填充量对导电硅橡胶导电特性的影响,实验分析了相同导电填料、不同质量分数情况下的导电硅橡胶压阻特性,分析了相同质量分数、不同导电填料对复合材料压阻特性的影响。研究表明,随着炭黑填充量的不断增加,复合材料体积电阻率均呈下降趋势;4种炭黑填充的导电硅橡胶渗流阀值较接近;导电硅橡胶的电阻-压力变化规律符合隧道效应理论模型;为保证导电硅橡胶具有良好的压阻特性,应根据原料控制好导电炭黑的添加量。     

改性材料对炭黑填充压敏硅橡胶导电性能的影响

针对纳米材料具有改善导电橡胶填料分散性、体系压阻特性及稳定性的效果,通过将2%的纳米白炭黑(SiO2)、非纳米白炭黑、纳米α-三氧化二铝(α-Al2O3)3种改性材料与不同含量炭黑并用填充硅橡胶,制备了导电硅橡胶。测试并研究了导电硅橡胶的渗滤阈值、压阻特性及压阻范围。讨论了导电硅橡胶的迟滞及弛豫性能。通过扫描电镜照片,分析了纳米材料对导电硅橡胶的改性机理。研究表明,添加纳米材料后,导电硅橡胶的渗滤阈值降低,压阻范围及压力敏感区间明显扩大;炭黑在导电硅橡胶中分散更加均匀;导电硅橡胶电阻弛豫时间显著缩短并且迟滞性降低。     

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。     

导电硅橡胶基体粘度及组分对导电性能的影响

硅橡胶基体黏度及组分的不同,对导电橡胶填料的分散性、体系压阻特性及稳定性影响不同。通过将单组份室温硫化硅橡胶GD401、不同黏度的双组份室温硫化硅橡胶107以及双组份室温硫化硅橡胶GMX-331D与乙炔炭黑反应制备了导电硅橡胶。研究了导电硅橡胶的渗滤阀值、压阻特性及压阻范围。讨论了导电硅橡胶的迟滞及弛豫性能。研究表明,导电硅橡胶的渗滤阀值为6%炭黑填充质量分数,渗滤区间为6%~10%之间;基体硅橡胶的粘度越高,压阻特性越好,电阻弛豫时间越短,电阻迟滞性系数越小;双组份基体比单组份基体压阻特性曲线的光滑度好,电阻弛豫时间短,电阻迟滞性系数小。     

乙炔炭黑表面氧化改性及对硅橡胶压阻特性的影响

采用气相法和液相法分别对炭黑表面进行氧化预处理,通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜能谱分析等分析手段对处理后炭黑的结构进行了表征,并将其填充到硅橡胶中制成导电橡胶复合材料。通过扫描电镜对试样进行形貌分析,并以压阻试验台测试了所制试样的压阻性能。实验结果表明,在橡胶基质中气相法处理的炭黑分散性好于液相法,结果与炭黑在水溶性基质中的分散性相反。在200℃通O2氧化1h得到的炭黑表面修饰的羟基、羧基等含量高,在硅橡胶中的分布均匀,处理后炭黑的填充导电橡胶电阻降低1个数量级,并且呈良好压阻特性,进一步提高了基于导电橡胶的柔性压力传感器的应用范围。     

填充炭黑对柔性触觉传感器用导电硅橡胶性能的影响

炭黑添加到绝缘的硅橡胶中,制备具有压阻特性的导电硅橡胶是触觉传感器常用的一种材料。通过实验研究3种填充炭黑制成的导电硅橡胶的渗流现象、相同体积分数时压阻特性。显示3种炭黑填充的导电硅橡胶具有不同的渗流阈值,同体积分数下的压阻特性也不相同。相同种类炭黑的添加量改变时,在渗流阈值附近导电硅橡胶的压阻特性最明显。利用扫描电镜(SEM)分析导电硅橡胶的断面形貌,表明导电硅橡胶性能与填料炭黑的分布有关,而炭黑的分布又与其结构相关:粒径越小、表观密度和比表面积越大的高结构炭黑分散性越好,导电硅橡胶的渗流阈值越小,相同体积分数下所获得压阻特性越显著。     

炭黑填充型导电复合材料的压阻计算模型及实验验证

为研究新型传感器材料,在通用有效介质理论的基础上,提出了炭黑填充型导电复合材料的压阻特性数学计算模型,定量地得出炭黑颗粒的基本特征参数、体积分数和聚合物基体的弹性模量在复合材料压阻规律中的影响。分别以硅橡胶和高密度聚乙烯为基体相,三种不同粒径的炭黑为导电相,制备了炭黑填充型复合材料,对计算模型进行了实验验证。在炭黑颗粒分布均匀、炭黑体积分数在渗流阈值附近和外加压力≤2 MPa等三个边界条件下,数学计算模型与实验结果基本吻合,且压力-电阻变化规律一致。     

导电橡胶电阻弛豫行为研究

实验制备了炭黑填充型导电橡胶,介绍了导电橡胶的导电特性,阐述了导电橡胶的电阻弛豫行为,研究了炭黑填充量、厚度、压力、温度对导电橡胶电阻弛豫行为的影响,并讨论了导电网络与电阻弛豫行为的关联性。研究表明随着炭黑填料质量分数的增加,导电橡胶的电阻弛豫时间缩短;增加厚度其电阻弛豫时间延长;增加压力能够缩短其电阻弛豫时间;在正温度效应和负温度效应的转折点处其电阻弛豫时间最长。     

炭黑填充硅橡胶导电机制的研究

研究了炭黑填充液体硅橡胶电阻率随炭黑含量、拉力、温度的变化特性。发现受载时其阻值 的弛豫过程可用指数型弛豫议程描述。根据隧道导理论推算了其电阻随拉力的变化关系，可近似用二次多项式表示，将实验结果按此式拟合，符合得很好，根据拟合参可估算其弹性模量和导电粒子平均间隙的典型值。     

废轮胎裂解炭黑的深加工及应用

以废轮胎裂解炭黑为原料,经粉碎分级、表面改性等系统工艺条件,制备出性能优良的超细改性裂解炭黑．实验结果表明,超细改性后裂解炭黑的粉体性质大大改善,表面活性提高．经NR的应用实验证实,超细改性裂解炭黑填充NR的性能良好,其应用前景广阔．     

表面涂覆对PE／CB导电复合材料元件性能的影响

用环氧和有机硅树脂涂料对由聚乙烯／炭黑制备的正温度系数电路保护元件的表面处理及其工艺进行了研究。讨论了几种常见溶剂，固化剂，增塑剂对电路保护元件电阻的影响。     

聚合物接枝改性炭黑粒子表面性质研究

研究了由聚合物表面接枝改性炭黑和氯化钾水溶液组成的分散体系中炭黑粒子表面的ｚｅｔａ电位的变化，探讨了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和阳离子表面活性剂十二烷基苄基二甲基氯化胺在普通炭黑和聚合物接枝改性炭黑表面的吸附行为。研究表明，聚丙烯酸接枝改性炭黑粒子表面的ｚｅｔａ电位远低于未接枝改性的炭黑子粒，但由聚丙烯酰胺接枝改性炭黑粒子的表面ｚｅｔａ电位值不发生明显的变化。     

甲基丙烯酸丁酯在碳黑上的接枝聚合

研究了甲基丙烯酸丁酯（ＢＭＡ）／碳黑体系中，甲基丙烯酸丁酯在碳黑的接枝聚合及其影响因素，结果表明，反应温度的升高及ＢＰＯ用量的增加，与甲基丙烯酸丁酯在碳黑上的接枝速度几乎无关，仅使甲基丙烯酸丁酯的自聚速度增加。碳黑经接枝处理后，其阻聚性明显下降。     

SOME IMPLICATIONS OF THE RADIATION-TREATMENT OF GRAPHITE AND CARBON BLACK

Graphite and carbon black N234 radiation damaged with γ radiation or with neutron bombardment have been studied with Raman spectroscopy. The radiation damaging results completely evident in the case of graphite with the development of the I_D band, but it is less evident in the case of an already disordered material like carbon black. The radiation damage caused by γ radiation appears comparable to that caused by neutrons, at least for the radiation dose used. Moreover, in both cases there are evidences that the radiation-induced defects appear in carbon material under the form of fullerene-like sites (onion-like carbon and carbon nanotubes) as well as under the form of hexagonal diamond and hence sp³ hybridized carbon.

Neutron damaged carbon black once treated with laser light at 782 nm shows a featureless Raman spectrum with a maximum at 2287 cm^-1 suggesting that neutron bombardment followed by laser light annealing causes the formation of carbyne (polyyne) domains.

The radiation treatment of graphite, carbon black and even amorphous precipitated silica enhances in a spectacular way their natural rubber adsorption power. This has been measured through the “bound rubber phenomenon” which is the irreversible rubber grafting reaction on filler surface. This enhancement has been attributed to the increased concentration of “defective” sites on filler surface induced by radiation treatment which improves the rubberfiller interaction. Another macroscopic consequence of this increased interaction can be manifested in SBR-based or in natural rubber based vulcanizates filled with radiation pre-treated carbon blacks. In both cases a dramatic improvement in the reinforcing effect as measured by stress-strain curve can be observed.     

SOME IMPLICATIONS OF THE RADIATION-TREATMENT OF GRAPHITE AND CARBON BLACK

Graphite and carbon black N234 radiation damaged with γ radiation or with neutron bombardment have been studied with Raman spectroscopy. The radiation damaging results completely evident in the case of graphite with the development of the I_D band, but it is less evident in the case of an already disordered material like carbon black. The radiation damage caused by γ radiation appears comparable to that caused by neutrons, at least for the radiation dose used. Moreover, in both cases there are evidences that the radiation-induced defects appear in carbon material under the form of fullerene-like sites (onion-like carbon and carbon nanotubes) as well as under the form of hexagonal diamond and hence sp³ hybridized carbon.

Neutron damaged carbon black once treated with laser light at 782 nm shows a featureless Raman spectrum with a maximum at 2287 cm^?1 suggesting that neutron bombardment followed by laser light annealing causes the formation of carbyne (polyyne) domains.

The radiation treatment of graphite, carbon black and even amorphous precipitated silica enhances in a spectacular way their natural rubber adsorption power. This has been measured through the “bound rubber phenomenon” which is the irreversible rubber grafting reaction on filler surface. This enhancement has been attributed to the increased concentration of “defective” sites on filler surface induced by radiation treatment which improves the rubberfiller interaction. Another macroscopic consequence of this increased interaction can be manifested in SBR-based or in natural rubber based vulcanizates filled with radiation pre-treated carbon blacks. In both cases a dramatic improvement in the reinforcing effect as measured by stress-strain curve can be observed.     

聚合物接枝改性炭黑粒子的表面性质

研究了由聚合物表面接枝改性炭黑和ＫＣｌ水溶液组成的分散体系中，炭黑粒子表面Ｚｅｔａ电但的变化，探讨了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（ＬＡＳ）和阳离子表面活性剂十二烷基苄基二甲基氯化铵（１２２７）在普通炭黑和聚合物接枝改性炭黑表面的吸附行为，结果表明：聚丙烯酸接枝改性炭黑粒子的表面Ｚｅｔａ电位远低于未接枝改性的，但用聚丙烯酰胺接枝发现灰黑粒子的表面Ｚ３ｔａ电位无明显变化与普通炭黑比较，表面活性剂在     

A3-3碳/碳复合材料的氧化动力学研究

本文采用等温氧化实验方法,在800～1000℃、氧分压21.3kPa的条件下研究了A3-3碳/碳复合材料的氧化动力学行为;借助质谱全元素分析技术研究了杂质催化对其氧化速率的影响,并利用扫描电镜观察分析了氧化反应前后A3-3碳/碳复合材料的表面形貌。研究结果表明:A3-3碳/碳复合材料在氧化时,其氧化速率开始时随氧化失重和氧化时间的增加而迅速增大,然后趋向一个稳定值;其稳定氧化速率为:r=119exp(-15613/RT)mg/cm2·h;此时,其氧化速率不受杂质催化的影响,其抗氧化能力与氧化时间和氧化失重无关;影响A3-3碳/碳复合材料抗氧化能力的主要因素是酚醛树脂炭的抗氧化能力。