碳黑／聚烯烃导电复合材料PTC效应的稳定化

探讨了碳黑／聚烯烃导电复合材料ＰＴＣ效应产生与衰退的机理，认为要提高材料的ＰＴＣ效应与稳定性，在本质上必须控制导电粒子在聚合物基体中的分散程度与分布状态，并使其回复重现性提高。文中还详细讨论了提高ＰＴＣ效应稳定性的几种途径，为设计、制备现高性能的ＰＴＣ材料提供了科学依据。     

导电SBS／SBR复合材料的研究

本文研究了碳黑填充充ＳＢＳ／ＳＢＲ复合材料的基本电性能，对复合材料电阻率随温度的变化特性进行了详细研究，讨论了碳黑种类，结构和性质，填充浓度以及ＳＢＳ含量对复合材料电阻率和电阻－温度特性的影响，实验结果指出，碳黑（Ｎ５５０）／ＳＢＳ／ＳＢＲ（ＳＢＳ：ＳＢＲ＝１：１ｗｔ）复合材料的电阻率随温度的变化呈一定温度的正温度系数（ＰＴＣ）效应。     

碳纳米管/聚乙烯/聚苯乙烯多相复合材料的制备及导电性能研究

用熔融共混的方法分别制备了两相复合材料MWNT(多壁碳纳米管)/LDPE、MWNT/PS和多相复合材料MWNT/LDPE/PS,以上3种复合材料的导电渗滤阈值分别为8%(wt,下同)、6%和4%.SEM观察发现,MWNT选择性的分布于MWNT/LDPE/PS复合材料的LDPE相中.当LDPE/PS的质量比为50/50时,聚合物基体形成双连续结构,由于双重渗滤的作用,复合材料的渗滤阈值降低到4%.     

石墨烯/超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能

采用氧化还原法制备了石墨烯(GNS),用X射线衍射(XRD)、红外光谱、透射电子显微镜对所得GNS进行了分析和表征。采用溶液混合、超声波分散的方法,制备了GNS/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)导电复合材料,研究了材料的导电渗流行为和阻-温特性。结果表明,溶液混合法可使GNS较好地分散于UHMWPE基体中,复合材料表现出典型的导电渗流行为,其渗流阈值为3.6%(质量分数)。在大于渗流阈值的情况下,复合材料的正温度系数效应(PTC)强度随GNS含量的增加而提高;热循环使得复合材料的PTC强度有所降低。     

炭黑和石墨填充聚乙烯导电复合材料电阻的外场依赖性

研究了炭黑和石墨填充高密度聚乙烯复合材料的导电性,结果表明,温度场、轴向压力场和交流电场均影响材料的导电位．对于电阻对外场的响应,外场的临界值具有明显的填料浓度依赖性．     

碳黑/聚酯纤维非连续性导电行为研究

以熔体纺丝方法制备了碳黑/聚酯(CB/PET)导电纤维,分析了偶联剂对CB/PET纤维渗流阈值和T_g的影响,研究了碳黑含量与CB/PET纤维热性能和导电性能的关系。结果表明碳黑经偶联剂处理后,CB/PET纤维的渗流阈值和T_g均有所降低;碳黑含量对CB/PET纤维的性能影响显著,即随碳黑含量增加,CB/PET纤维的正效温度系数效应向高温移动;当碳黑含量为11%时,CB/PET纤维表现为较明显的正效拉力系数效应。     

具有隔离结构的超高分子量聚乙烯/镍高导电复合材料

采用化学镀手段制备金属镍包覆的超高分子量聚乙烯复合粒子,通过热压成型方法制得具有隔离结构的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/镍(Ni)高导电复合材料。通过调节金属(镍)镀层厚度及加工温度考察不同Ni含量及加工温度对复合材料导电性能的影响。结果表明,复合材料具有明显的导电逾渗行为;通过化学镀工艺可有效提高金属填料与基体的结合力,同时实现金属镍在聚合物基体中的选择性稳定分布,构建具有隔离结构的导电网络,使得复合材料的逾渗值降低至1.02%(体积分数)。基于金属填料优异的导电性能,在Ni体积分数仅为2.53%时,复合材料的电导率达到2648S/m。此外,降低复合材料的加工成型温度有助于减少加工过程对导电网络的破坏作用,从而有效降低复合材料的导电逾渗值,对提高复合材料导电性能具有重要意义。     

超临界CO2爆破剥离石墨/低密度聚乙烯导电复合材料

以低密度聚乙烯为基体,天然石墨为填料,通过熔融共混法制备了导电复合材料,并进一步采用超临界二氧化碳对其进行爆破处理,得到经CO2剥离分散后的导电材料。通过万用表、旋转流变仪和万能拉力试验机对超临界二氧化碳处理前后的复合材料的电性能、流变性能和力学性能进行了测试。结果表明,未经超临界二氧化碳处理,复合体系发生导电逾渗时填料含量为40%~45%,发生流变逾渗时填料含量为35%。经超临界二氧化碳处理后,导电逾渗发生时填料含量降低到25%~30%,体系的电阻率下降了1~2个数量级,流变逾渗现象出现的填料含量也降低至20%。并且与未经超临界二氧化碳处理的复合材料相比,处理后材料的拉伸强度与断裂伸长率均有所增加。     

电子束辐照对高密度聚乙烯/炭黑导电复合材料电阻率的影响

研究了电子束辐照固态和熔融态高密度聚乙烯／炭黑（ＨＤＰＥ／ＣＢ）导电复合材料的电性能随辐照温度和辐照剂量的变化。结果表明,对固态或熔融态辐照材料而言,其电阻率均随温度的升而而增大。等剂量下,固态辐照材料的ＰＴＣ强度比熔嘈态辐照的要高,两各状态经高剂量辐后其材料ＮＴＣ效应消失,,ＤＳＣ测试证明电阻率的２与基体的结晶行为以及交联链的形成密切相关。     

纳米导电纤维和导电碳黑并用填充硅橡胶复合材料的电性能

本文研究了纳米导电纤维与导电碳黑填充硅橡胶复合材料的电性能,Ｎａｎｏ－Ｆ／ＨＧ－ＣＢ填充硅橡胶复合材料具有高的导电性;     

炭黑填充型导电复合材料的聚集体结构模型

分析了炭黑填充聚合物导电复合材料的非线性导电行为和机理,基于有效介质理论及以炭黑聚集体的等效球形单元为基本单元,建立了描述其非线性导电行为的聚集体结构模型。进而推导出复合体系导电率与炭黑体积分数之间的关系式及其逾渗阈值的计算式,克服了有效介质理论只能得到逾渗阈值为1/3而不能解释低于1/3的逾渗阈值的不足。应用这些表达式预测了导电复合体系的导电率和逾渗阈值,并与实验结果进行了比较,结果表明:预测值与实验结果有较好的一致性。     

基于炭黑填充导电橡胶的压力传感器非线性特性

通过分析力敏炭黑填充导电橡胶(力敏导电炭黑/橡胶)"负电阻-压力系数"(NPCR)的主因,研究了基于炭黑填充导电橡胶的力传感器非线性特性。研究表明,当炭黑体积分数接近临界渗流体积分数时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小;炭黑体积分数在渗流区时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小和导电橡胶应力-应变关系的非线性;若炭黑体积分数在传导区时,NPCR非线性的主因为应力-应变关系的非线性。随着炭黑体积分数的增大,力敏导电炭黑/橡胶的NPCR非线性逐渐减弱。此外,由于界面压阻效应以及导电橡胶近似不可压缩体的性质,用于获取NPCR效应的电极分布形式也对NPCR效应的非线性特性存在影响。     

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。     

原位聚合法制备炭黑/聚甲基丙烯酸酯导电复合材料

通过原位聚合法制备了炭黑/聚甲基丙烯酸甲酯(CB/PMMA)、炭黑/聚甲基丙烯酸丁酯(CB/PB-MA)和炭黑/聚甲基丙烯酸2-乙基己酯(CB/PEHMA)三种导电复合材料,研究了这三种聚合物基体对复合材料的导电性影响。结果表明:由于炭黑的阻聚作用,当复合材料的炭黑含量增加时,均聚物的数均分子量呈下降趋势,多分散性系数PDI变大。而且炭黑粒子表面发生了接枝聚合反应,这有利于炭黑粒子在聚合物基体中的分散。当聚合物基体的玻璃化温度Tg较高时,复合材料逾渗阈值较低。     

碳／陶复合导电陶瓷的研究

本文提出了复合式导电陶瓷的概念，并实际制备了ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－Ｃ系列的碳／陶复全导电陶瓷，通过ＸＲＤ，ＳＥＭ，电阻率测定等实验研究了材料工艺，结构，性能之间的相互关系，着重研究了导电功能成功石墨的加入对材料烧吉和导电性能的影响，指出了石墨颗粒在材料基体内容的结构方式以及石墨的加入影响导电的规律，讨论了材料烧结和导电机理，并提出了普通复合式导电陶瓷的接触导电机理，材料性能优良，有良好的应用前景，     

炭黑填充多组分高分子导电复合材料的研究进展

基体为多组分高分子的填充型导电复合材料中存在“双逾渗”行为,能有效地降低导电填料的逾渗阈值,克服由填料含量过高而导致的材料加工性和力学性能下降的缺点,并能削弱材料的负温度系数(NTC)效应。本文基于国内外炭黑(CB)填充多组分高分子导电复合材料的研究进展,对CB分布、多组分高分子基体对材料体系导电性的影响、导电机理以及电导-温度依赖性等方面进行评述。     

导电聚苯胺纳米纤维对聚乙烯/炭黑复合体系电阻行为的影响

采用水溶液氧化聚合和热掺杂相结合的技术制备十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI-DBSA)纳米纤维,并将PANI-DBSA纳米纤维与低密度聚乙烯(LDPE)和炭黑(CB)进行熔融共混制得PANI-DBSA/LDPE/CB导电复合材料,研究了PANI-DBSA纤维的引入对导电复合材料电阻行为的影响。结果表明,添加PANI-DBSA纳米纤维,复合材料的逾渗阀值移向较低炭黑含量,复合材料的PTC强度得到一定程度的提高,复合材料的电阻率-温度曲线的热循环稳定性得以改善。     

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.     

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。