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。     

烯丙基离子液体修饰炭黑/硅橡胶复合材料的压阻特性

为改善炭黑在硅橡胶中的界面性质,通过机械研磨法,采用1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐对炭黑进行表面修饰,再与硅橡胶混炼制备炭黑填充硅橡胶柔性复合压阻材料,研究了修饰炭黑对复合材料的导电渗流和压阻行为、压阻松弛和循环特性的影响。扫描电镜表明,与未经修饰的炭黑对比,修饰炭黑在硅橡胶基体中形成炭黑离子凝胶结构。由于炭黑离子凝胶的增塑作用及在靠近时相互排斥和在远离时相互吸引作用,离子液体修饰炭黑/硅橡胶复合材料较炭黑/硅橡胶具有更敏感的正压阻效应和更短的压阻松弛时间,并且循环压缩测试结果表明离子液体修饰炭黑/硅橡胶复合材料电阻变化具有更好的可重复性。     

炭黑/碳纳米管填充硅橡胶的制备及压阻性能研究

采用静电组装技术,制备"葡萄串"结构的炭黑(CB)/多壁碳纳米管(MWCNT)(CB/MWCNT)纳米复合材料,并以其作为导电填料,经混炼、压延和硫化后,制备柔性导电硅橡胶(SR)复合材料。分别以透射电子显微镜,扫描电子显微镜和压力-电阻测试研究不同配合比和掺量的CB和MWCNT的组装效果、分散状态和压阻特性。结果表明,CB和MWCNT的体积配合比为3∶2条件下,静电组装效果最好,静电组装形成的"葡萄串"结构,可以提高CB/MWCNT/SR的导电性和压阻特性,CB/MWCNT/SR的渗流阈值为22%,施加25N压力条件下,电阻率下降约30%,CB/MWCNT/SR表现出良好的压阻特性。     

橡胶/炭黑导电复合材料的压阻效应研究进展

综述了炭黑填充的压敏导电橡胶复合材料的压阻机理、压阻特性和压阻数学模型等方面的研究工作进展。讨论了加工工艺条件、填料性质、分散性等因素对压敏导电橡胶复合材料的压阻性能及压阻稳定性的影响。     

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。      

表面接枝纳米氧化钌复合硅橡胶的压阻特性

将不同实验方法制备的金属钌颗粒高温氧化,生成的二氧化钌（RuO2）颗粒再经硅烷偶联剂表面修饰改性,红外吸收光谱（IR）证明硅烷分子修饰到氧化物表面。不同RuO2粉体分别与甲基乙烯基硅橡胶（PVMS）复合,对制备所得复合材料进行压阻测试,结果表明改性RuO2／硅橡胶复合材料在低压缩应变下具有较高的压阻重复性。     

碳纳米管/炭黑/硅橡胶复合材料的压阻计算模型分析

以碳纳米管、炭黑为填料,硅橡胶为基体制备柔性压力敏感材料。将炭黑填充硅橡胶的压阻计算模型扩展应用于碳纳米管/炭黑/硅橡胶材料,研究了不同填料配比下的碳纳米管/炭黑/硅橡胶的渗流特性,并通过实验对计算模型进行了分析。结果表明,在碳纳米管/炭黑/硅橡胶体系中,选择适合的碳纳米管和炭黑组分配比,可获得较低的渗流阈值,且压阻实验结果与计算曲线偏差较小;由于碳纳米管和炭黑的协同效应和通用有效介质理论适用的边界条件,使得在碳纳米管/炭黑以一定的配比混合下,并用的导电填料体积分数略偏离阈值附近时,实验结果与计算模型曲线可以较好地吻合。     

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。     

炭黑粒子表面改性及其电磁特性研究

采用溶胶-凝胶法制备钛酸钡改性炭黑的复合粒子,并观察和分析了改性后粒子的颗粒结构、体电阻率和介电性能.经XRD分析可知复合粒子中存在钛酸钡和炭黑;TEM和SEM研究表明,通过溶胶-凝胶法在炭黑表面包覆了钛酸钡绝缘层,从而使得改性后的炭黑粒子之间不能建立发达的导电网络,复合粒子导电性能降低.研究表明钛酸钡改性对复合粒子的电导率和介电性能有着重要影响.     

SiO2纳米粉对炭黑／硅橡胶复合材料的压阻,阻温特性的影响

研究了添加导电炭黑和ＳｉＯ２纳米粉的硅橡胶复合材料的导电机理、压阻及阻温效应。发现：添加１５ｇ导电炭黑的硅橡胶（硅橡胶为１００ｇ，下同）的压阻效应，随着纳米Ｓｉ２量的增加显著提高。在一定压力范围内，电阻随压力增加而呈线性增加。只添加１５ｇ导电炭黑的硅橡胶材料的电阻率随温度升高而略为降低，而加入纳米级气相法生产的ＳｉＯ２的炭黑／硅橡胶复合材料的电阻随温度增加而增加。且其导电机制为欧姆导电。其电导率受     

炭黑表面改性对HAF／NR复合材料动态粘弹性的影响

采用含有吡啶官能团的分子对高耐磨炭黑粒子HAF进行改性.利用橡胶加工分析仪(RPA2000)研究了炭黑填充天然橡胶的非线性动态粘弹行为,结果发现,改性炭黑增强了填料-橡胶之间的相互作用,减弱了填料-填料之间的相互作用.而且利用时温等效原理研究了硫化胶在高频下的动态粘弹行为,发现改性炭黑增加了在10.4 Hz～10.6 Hz的损耗因子,减小了在10 Hz～100 Hz的损耗因子.     

橡胶分子链接枝对导电炭黑/天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用乳液法制备了聚甲基丙烯酸甲酯接枝改性的天然橡胶(MNR),并通过机械共混法制备了其与导电炭黑(CCB)的复合材料,研究了橡胶分子链接枝改性对复合材料微观结构和电磁性能的影响。研究结果表明,与天然橡胶(NR)相比,CCB会在MNR中选择性偏聚,形成更完善的填料损耗网络,进而改善复合材料的电磁性能。复合材料电磁性能随着CCB含量的增加而增加,当CCB含量为30phr时,复合材料的电导率、介电损耗因子、反射损耗达到峰值,分别为0.75S/m、0.34、-22.38dB,依次为CCB/NR复合材料的2.18倍、1.48倍和2.15倍;基于微相分离,讨论了复合材料对电磁波的衰减机理。     

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.     

用于电泳显示的纳米炭黑粒子的表面改性

采用氧化还原自由基聚合的方法,将丙烯酸甲酯单体接枝到氧化炭黑的表面,并进行粒径分布、扫描电子显微镜,及zeta电位对其在IsoparL中分散性表征,结果显示,聚丙烯酸甲酯接枝的炭黑在IsoparL中的分散性有明显的提高。将表面修饰后的纳米炭黑粒子用作电泳显示器件的黑色显色粒子,在0．3V／μm的驱动电场下,具有良好的显示性能,对比度达到5．25,响应时间934ms。     

等离子体裂解天然气制纳米炭黑和乙炔

利用200KW的中试装置，在常压下研究了天气然在氮热等离子体中的裂解行为，考察了输入功率、甲烷流量以及CH4／N2比对反应的影响。结果表明：天然气在氮热等离子体中发生了强烈的分解反应，生成大量炭黑和C2烃；CH4／N2为0．4，输人功率120千瓦时，炭黑的收率为42．0％，甲烷的转化率为97．1％；所制得的炭黑平均粒径38nm，分布范围狭窄；炭黑的DBF，吸收值1．40ml／g，是一种高结构性炭黑。红外光谱分析发现炭黑中存在芳香C-C键及大量氮基官能团如-NH、-CN等以及-CH，-OH，-COOH等。     

炭黑表面的纳米结构与色散自由能之间的关系研究

利用反气相色谱法(IGC)对炭黑的色散自由能rds进行了研究,利用激光拉曼光谱法对炭黑表面纳米尺寸的晶体结构进行了分析,并从两种方法的综合分析中推导出了炭黑的色散自由能与炭黑表面纳米晶体的特征尺寸(La)成反比的经验关系,并对此进行了理论分析.     

共混比对导电炭黑/天然橡胶/环氧化天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用机械共混法制备了导电炭黑(CCB)填充天然橡胶(NR)/环氧化天然橡胶(ENR)复合材料,研究了NR/ENR共混比对复合材料微观形貌和电磁性能的影响。扫描电镜结果表明,相比于纯的NR和ENR,CCB在NR/ENR中能形成更优的填料网络结构。随着共混胶中NR含量的增大,复合材料的电磁性能先增强后减弱;当NR/ENR比例为70∶30时,复合材料导电率、介电损耗因子、C波段吸波性能达到最值,分别为0.34S/m,0.31和-23.15dB;共混比对复合材料力学性能影响不大,能够满足复合材料在相关领域的应用需求。     

纳米接枝炭黑在橡胶中的应用

将炭黑聚集体在强大剪切力作用下打碎,并同时在其表面发生原位接枝反应,用得到的有机小分子接枝的纳米炭黑作为填料,添加到天然橡胶中。研究纳米炭黑对天然橡胶力学性能的补强作用以及填料在橡胶基体中的Payne效应。研究表明,纳米炭黑相对于普通炭黑对天然胶具有较好的补强作用以及分散性。