压缩和回复下PA6/MWCNTs/SSFs复合材料导电性研究

通过熔融共混、注射成型将多壁碳纳米管(MWCNTs)和不锈钢纤维(SSFs)与尼龙(PA)6复合制成PA6/MWCNTs/SSFs导电复合材料,在万能试验机上对其进行单轴压缩蠕变和阶梯回复实验,对材料的电阻率、应力、应变进行同步测量,研究不同应力及SSFs含量下复合材料的电阻率变化。结果表明,该复合材料在阶梯应力加载瞬间发生普弹形变,维持恒定应力后,发生高弹形变和粘流形变,阶梯应力卸载后,应变会有所回复。压缩蠕变状态下,当应力为10,20 MPa时,加载瞬间复合材料电阻率会发生突变下降;当应力维持在10 MPa时,电阻率随应变的增加呈下降趋势,即发生电阻蠕变现象,SSFs质量分数为10%的复合材料电阻蠕变现象最为明显;随着应力水平增大,电阻蠕变现象消失,电阻率趋于稳定,但当SSFs质量分数为8%时,电阻率存在较大波动;阶梯回复状态下,复合材料电阻率基本稳定,但当应力卸载到10 MPa时,电阻率存在波动,随着SSFs含量增加,波动趋于平缓。根据Burgers蠕变模型以及聚合物荷载响应特点,认为这主要是由于聚合物分子链的运动对导电通路的影响引起的。     

交变载荷下PP/SSFs复合材料导电性

通过熔融共混、注塑成型的方法制备聚丙烯(PP)/不锈钢短纤维(SSFs)导电复合材料,用万能试验机对试样进行循环加载实验,实时采集试样的应力、应变和电压信号,研究SSFs含量不同的PP/SSFs试样在交变载荷作用下电阻率的变化规律。结果表明,随着SSFs含量的增加,PP/SSFs复合材料的导电性不断增强。在交变载荷作用下,应变对应力有所滞后,电阻率与应变呈现反向对应关系,应变增加时电阻率减小,其电阻率整体变化趋势呈先上升后趋于稳定的状态,这是由于在加载过程中,PP/SSFs复合材料的内部同时存在旧导电通路的破坏和新导电通路的形成两个过程,当这两个过程处于动态平衡状态时,材料的电阻率便趋于稳定。通过扫描电子显微镜观察了导电填料的分布以及载荷作用下的损伤。     

湿热老化对PP／SSFs导电复合材料压阻行为的影响

应用注射成型的方法制备不锈钢短纤维(SSFs)填充聚丙烯(PP)导电复合材料，将不同填料含量导电复合材料进行加速老化后，测定单轴压缩载荷作用下材料电导率的变化规律。结果表明，PP／SSFs导电复合材料的电学性能对压力有很强的依赖性。在加载初期，材料的电阻随载荷的增大而降低；之后随着载荷的增大，电阻将趋于一个稳定值并在较小的范围内波动；最后随着载荷的继续增大电阻有一个上升的趋势。通过实验结果对比可以看出，老化使PP／SSFs导电复合材料的初始抗压性能降低，初始电阻率增大。