炭黑/废纸导电纤维的制备及其在聚丙烯中的应用

利用多巴胺氧化自聚合将炭黑粘附到废纸纤维表面,制备了炭黑/废纸柔性导电纤维,分析了炭黑含量对纤维导电性能的影响,然后,将该导电纤维与聚丙烯熔融共混制备复合材料,分析了导电纤维添加量对复合材料导电和力学性能的影响。结果表明,聚多巴胺将炭黑均匀粘附在废纸纤维表面,纤维的电阻率随着炭黑含量增加而逐渐降低,当炭黑含量为15%时,废纸纤维的电阻率log ρ下降至2.16Ω·cm。柔性导电纤维能更好地控制聚丙烯复合材料电导率降低幅度,当纤维添加量为15%(炭黑含量为2.27%)时,复合材料的表面电阻率为3.71×10¹⁰Ω,体积电阻率为2.45×10¹¹Ω·cm,能达到抗静电级别。此时,复合材料的弹性模量和拉伸强度分别为565.65和17.01 MPa,模量提高了1.07%,但强度降低了32.82%。     

聚丙烯/碳纤维/氮化硼导热绝缘复合材料的制备

研究聚丙烯(PP)/碳纤维(CF)/氮化硼(BN)复合材料的导热绝缘性能。结果表明,CF的含量达15%时,PP/CF复合材料的体积电阻率大幅度下降,出现逾渗现象;基于PP/CF(15%)填加不同含量的BN,当BN的含量达到20%。PP/CF/BN复合材料的热导率达0.939 5 W/(m·K),比纯PP提高近4倍,其体积电阻率为1.3×1014Ω·cm。     

碳纤维分布状态对PE-HD/EVA/CF复合材料导电性能的影响

采用硅烷偶联剂 KH560对碳纤维(CF)进行了处理,并探讨了 CF 含量对 PE-HD/CF 以及 PE-HD/EVA/CF复合材料导电性能的影响。结果表明,随着 CF 含量的增加,PE-HD/CF 体系的体积电阻率从6.16×10~(14)Ω·cm 下降到1.54×10~7Ω·cm,表面电阻率从2.59×10~(16)Ω下降到5.74×10~9Ω;而 PE-HD/EVA/CF 复合体系中体积电阻率从1.91×10~(13)Ω·cm 下降到3.27×10~8Ω·cm,表面电阻率从5.72×10~(15)Ω下降到6.18×10~8Ω,表明加入 EVA 有利于提高复合体系的导电性能。当 CF 含量为5份时,复合材料的体积电阻率达到最小值。研究还表明,随着 CF 含量的增加,CF 沿着外力方向出现很明显的取向,沿着 CF 取向方向材料的体积电阻率和表面电阻率均有所下降。     

EP/CFDSF/CNTs复合材料的力学性能和电学性能

采用浓硝酸和浓硫酸改性碳纳米管(CNTs),然后以环氧树脂(EP)为基体、碳纤维双层间隔织物(CFDSF)为增强体制备了EP/CFDSF/CNTs复合材料,研究了改性CNTs含量对EP/CNTs和EP/CFDSF/CNTs复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明,随改性CNTs含量增加,两种复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度均先升高后降低,当改性CNTs的含量为2.5份时,两种复合材料的力学性能最好,EP/CFDSF/CNTs复合材料的弯曲强度和缺口冲击强度分别为145.18 MPa和18 kJ/m~2,分别较EP/CNTs复合材料提高了12.5%和18.4%。随改性CNTs含量增加,两种复合材料的体积电阻率降低,当达到渗滤阈值即改性CNTs的含量为2.5份后下降明显,EP/CNTs复合材料的体积电阻率为25.9Ω·cm,而EP/CFDSF/CNTs复合材料的体积电阻率为20.85Ω·cm。     

多壁碳纳米管/炭黑/顺丁橡胶导电复合材料的研究

采用机械共混法制备多壁碳纳米管(MWNTs)/炭黑/顺丁橡胶(BR)复合材料,研究其导电性和物理性能。结果表明,与炭黑相比,MWNTs能够更好地改善BR的电性能;当炭黑用量为40份时,加入1份MWNTs可使复合材料的体积电阻率从1.2×1010Ω.cm降至7.0×105Ω.cm;当MWNTs/炭黑用量比为5/40时,MWNTs和炭黑在BR中的协同补强作用较明显,复合材料的邵尔A型硬度、拉伸强度、拉断伸长率和撕裂强度均显著提高。     

超声辐照制备聚醋酸乙烯酯/碳纳米管/炭黑导电复合材料

采用两步法制备了导电性聚醋酸乙烯酯/碳纳米管/炭黑复合材料。实验结果表明:超声辐照乳液聚合比常规搅拌能更有效地破坏CNTs的团聚和缠绕,实现其均匀分散。因而CNTs可作为"桥梁"连接导电炭黑,形成导电网络,增加复合材料中形成的导电通路数,增大载流子在导电粒子间的跃迁几率,提高聚醋酸乙烯酯/炭黑复合材料的导电率。当聚醋酸乙烯酯/炭黑复合材料中含有0.28%碳纳米管时,复合材料的电阻率从7.7×104Ω·cm降低到3.9×103Ω·cm,下降了19倍。     

抗静电木粉/聚丙烯复合材料的研究

为了提高木粉/聚丙烯复合材料的抗静电性能,通过高速混合、挤出造粒以及热压成型的方式制备了4种抗静电木粉/聚丙烯复合材料,并比较了它们的体积电阻率和拉伸强度,结果表明:在4种抗静电复合材料中加入炭黑的复合材料体积电阻率最小,拉伸强度最大。探讨了炭黑用量对木粉/聚丙烯复合材料抗静电性能和力学性能的影响,结果表明:当炭黑用量增加时,复合材料的体积电阻率明显降低,拉伸强度和弯曲强度出现最大值,弹性模量和断裂伸长率呈下降趋势。     

PA 12导电复合材料的结构与性能

采用熔融共混的方法制备了炭黑含量不同的聚酰胺(PA)12导电复合材料,研究了复合材料的导电性能、结构以及炭黑的分散状况。复合材料的体积电阻率随炭黑含量的增加而显著降低,导电炭黑的逾渗阈值低于15%。炭黑具有异相成核的作用,可提高PA 12初始结晶温度。复合材料的储能模量随炭黑含量增加而升高,炭黑对PA 12的分子运动有明显的阻碍作用,使复合材料的玻璃化转变温度移向高温方向。炭黑在PA 12基体中分散较均匀,随炭黑含量增加,炭黑颗粒间距减小,使PA 12复合材料具有良好的导电性能,体积电阻率最低为1×105Ω.cm。     

PP/POE/CB半导电屏蔽复合材料的制备和性能

研究了导电炭黑含量和聚乙烯-辛烯弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)的加入对热塑性半导电屏蔽材料,即聚丙烯烯/聚乙烯-辛烯弹性体/炭黑(PP/POE/CB)复合体系的体积电阻率和力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)分析了POE-g-MAH的加入对PP基热塑性半导电屏蔽复合材料断面形貌的影响。利用转矩流变仪对复合材料的流变性能进行了研究。结果表明,PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料的逾渗现象与炭黑粒子在聚合物基体中的分布状态有关,POE-g-MAH的加入可以进一步降低复合材料的体积电阻率;随着导电炭黑含量的增加,复合材料的拉伸强度均呈现先增加,后降低的趋势,当炭黑用量为30%时,拉伸强度达到最大值。PP/POE/CB热塑性半导电屏蔽复合材料具有较高的导电性能、力学性能、较高的熔体流动速率及良好的加工流动性。     

PCL/CNTs复合材料的性能

以聚己内酯(PCL)和碳纳米管(CNTs)为主要材料,采用熔融共混制备PCL/CNTs复合材料。随着CNTs含量增加,以直径为10 nm的CNTs(简称CNTs10)制备的PCL/CNTs10复合材料的拉伸强度先增加后降低,以直径为5 nm的CNTs(简称CNTs5)制备的PCL/CNTs5复合材料的拉伸强度先减小后增大,断裂伸长率先降低后增加,体积电阻率逐步降低。CNTs含量相同时,PCL/CNTs5复合材料的体积电阻率小于PCL/CNTs10;CNTs5含量分别为12%和14%时,复合材料的体积电阻率分别为0.92Ω·cm和0.52Ω·cm。扫描电子显微镜分析发现,随着CNTs含量增加,复合材料表面暴露的CNTs5数量逐渐增多,当CNTs10含量≥12%和CNTs5含量≥10%时出现一定的团聚。CNTs5含量为12%的复合材料综合性能最佳,其体积电阻率为0.92Ω·cm、拉伸强度为26.4 MPa、断裂伸长率为267.7%、撕裂强度为46.0 N/cm;在3.7 V直流电压下通电12 min,可从28℃上升到36℃,20 min后达到38℃,随后温度缓慢上升,该复合材料在热敷保健和医疗器械领域具有良好的应用前景。     

煤矸石改性聚丙烯性能研究

采用熔融共混制备了不同配比的聚丙烯（PP）／煤矸石（coal gangue）复合材料,与纯PP材料相对照,分别研究了复合材料的表面电阻率、体积电阻率,热变形温度以及拉伸强度,弹性模量、硬度等力学性能。结果表明：加入煤矸石能明显降低PP的表面电阻率和体积电阻率,起到较好的抗静电效果。当煤矸石含量约为20％时．复合材料的表面电阻率和体积电阻率均达到最小,分别为2．4×10^8Ω·cm和3．8×10^8Ω·cm,抗静电效果最佳;随着煤矸石填充量的增加,复合材料的力学性能呈现先下降后上升的趋势。材料的拉伸强度和断裂伸长率均在10％时下降至最小,而复合材料的硬度则随煤矸石用量的增加逐渐增强,其综合力学性能约在煤矸石含量为15％时达到最佳值;热变形温度随煤矸石用量的增加没有明显的下降。因此煤矸石含量约为15％的PP改性复合材料可用于生产静电逸散材料。     

聚氯乙烯/炭黑/镀铜纳米石墨微片导电复合材料的研究

利用超声作用制备粒径为10μm,平均厚度约为100nm的纳米石墨微片（nano-Gs）,然后采用无钯无SnCl2化学镀铜新工艺对nano-Gs表面进行化学镀铜。通过熔融共混法制备聚氯乙烯（PVC）/镀铜nano-Gs和PVC/导电炭黑（CB）/镀铜nano-Gs复合材料。结果表明,当镀铜nano-Gs含量达到逾渗阈值12%（质量分数,下同）时,PVC/镀铜nano-Gs复合材料的体积电阻率达到了最低值104Ω·cm,但其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所下降;当镀铜nano-Gs含量达到10%,CB含量达到2%时,PVC/CB/镀铜nano-Gs的体积电阻率达到了最低值103Ω·cm,比PVC/镀铜nano-Gs降低了一个数量级,且其拉伸强度及缺口冲击强度较纯PVC均有所提高。     

导电炭黑对木粉/PP复合材料抗静电及力学性能的影响

文章对比分析了非离子型抗静电剂、高分子型抗静电剂与导电炭黑对木粉/PP复合材料的抗静电作用,重点探讨了导电炭黑的添加量对其抗静电及力学性能的影响。结果表明:与非离子型抗静电剂、高分子型抗静电剂相比,导电炭黑对木粉/PP复合材料的抗静电作用效果更优;当导电炭黑的添加量达到8份时,复合材料的表面电阻率和体积电阻率分别达到1.64×10~8?和2.54×10~8?·cm,具有较好的抗静电效果;在马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)的存在下,导电炭黑提高了木粉/PP复合材料的抗弯性能。     

导电炭黑/三元乙丙橡胶电磁屏蔽复合材料的性能研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体、导电炭黑为导电填料,并添加增塑剂,制备可挤出加工的炭黑/EPDM电磁屏蔽复合材料,研究炭黑和增塑剂的品种和用量对复合材料性能的影响.结果表明:添加结构度高、粒径小的导电炭黑有利于形成导电网络;随着炭黑用量的增大,复合材料的体积电阻率逐渐降低,当炭黑用量达到18份时,可以得到体积电阻率小于10Ω·cm的导电橡胶复合材料;添加20份石蜡油时,能有效降低胶料的门尼粘度.     

LDPE/炭黑/多晶铁纤维/镍粉导电材料的性能

以多晶铁纤维、镍粉和炭黑作为导电填料填充LDPE，制备了一种导电复合材料。分析了多晶铁纤维和镍粉的加入对导电复合材料导电性、屏蔽效能和拉伸强度的影响。结果表明，随着多晶铁纤维和镍粉含量的增加，复合材料的拉伸强度呈下降趋势，导电性提高，当导电填料的含量达到渗滤阈值20％后，复合材料的表面电阻率从10^10Ω降低到10Ω；当炭黑、多晶铁纤维和镍粉的质量分数均为10％时．材料的屏蔽效能在10-30dB，优于LDPE／炭黑材料。     

聚烯烃类弹性体导电复合材料的制备与性能研究

将炭黑(CB)和碳纤维(CF)导电粒子加入到新型聚丙烯弹性体(Vistamaxx)与聚丙烯(PP)基体树脂中,共混制备导电复合材料。通过体积电阻率测试、力学性能测试和加工流变性能测试,得到了体积电阻率最低为0.47Ω.cm,拉伸强度为6.6 MPa,断裂伸长率为250%,具有良好加工性能的导电复合材料。     

不同比表面积CCB对EVA/CCB半导电复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/导电炭黑(CCB)二元复合材料。研究了三种CCB的比表面积、粒径及含量对复合材料的体积电阻率、微观形貌、流变性能和拉伸强度的影响。结果表明,随着CCB含量的增加,EVA/CCB复合材料的体积电阻率下降;其中具有双峰粒径分布且分布范围最宽的CCB填充的EVA复合材料导电性能最佳,CCB(比表面积65 m2/g)质量分数仅为20%时,其体积电阻率为1.2×104Ω·cm,材料由绝缘体转变为半导体。微观形貌结果表明,CCB在EVA基体中的含量越高,CCB粒子之间的间距越小。在EVA中添加CCB会使体系复数黏度和储能模量增大。力学性能测试结果表明,CCB填充EVA树脂使EVA/CCB复合材料的拉伸强度略有下降,断裂伸长率呈下降趋势。     

苯乙烯系电致形状记忆复合材料的结构与性能

采用炭黑、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)与聚烯烃熔融共混,制成具有电致形状记忆特性的复合材料(电致SMP)。研究了炭黑含量、过氧化二异丙苯、聚烯烃和形变条件温度、电压对这种电致SMP结构与性能的影响。结果表明,当炭黑含量达到20%(质量分数)左右时,电致SMP的体积电阻率降至1×10~3Ω·cm,导电网络趋于稳定;当温度升高至90℃以上时,低密度聚乙烯/SEBS基电致SMP的形状记忆能力优于聚丙烯/SEBS基和高密度聚乙烯/SEBS基的。     

炭黑/聚乙烯复合材料的电磁屏蔽性能

研究炭黑含量与目数及偶联剂对炭黑/聚乙烯复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能的影响.结果表明:当炭黑质量含量达到30%时,复合材料体积电阻率最低约为104 Ω·cm.当炭黑质量含量为25%时,1000目炭黑/聚乙烯复合材料的屏蔽效能最高.为30 dB.当炭黑质量含量为30%和35%时.800目炭黑/聚乙烯复合材料的屏蔽效能最高,达到了35 dB.而且钛酸酯偶联剂为炭黑质量的2%时能很好地改善炭黑/聚乙烯复合材料的导电性与屏蔽性能.     

聚苯乙烯/膨胀石墨导电复合材料性能研究

以聚苯乙烯为基体,膨胀石墨为填料,邻苯二甲酸二辛酯为增塑剂,通过熔融共混法制备复合材料。并研究了复合材料的导电性能、力学性能和熔体流变性能与膨胀石墨含量的关系。主要结论如下:随着膨胀石墨含量的增加,复合材料的体积电阻率逐渐减小,渗流阈为5%,复合材料的体积电阻率最小为8.65×10~5(Ω·cm),膨胀石墨的含量为13%。当膨胀石墨含量在5%~10%之间时,复合材料的导电性迅速变化。而复合材料的拉伸强度则随之先减小后增大,当膨胀石墨含量为5%时,拉伸强度最小为4.52 MPa。冲击强度小增大后减小,当膨胀石墨含量为5%时,冲击强度最大,为7.5 kJ/m~2。