炭黑填充聚丙烯导电复合材料的性能研究

研究了炭黑填充聚丙烯（PP）导电复合材料的性能以及增韧剂对其性能的影响。结果表明：PP导电复合材料具有明显的渗滤效应，当炭黑质量分数为8％时，复合材料有较好的导电性能。热塑性聚烯烃弹性体（POE）的加入，对复合材料的导电性能影响不大．其用量控制在一定范围内，可使PP导电复合材料综合性能得到较好的改善。     

改性炭黑填充聚丙烯复合材料导电性能研究

将改性炭黑/聚丙烯熔融共混,制得复合导电材料,研究了填充不同种类的改性炭黑及其质量分数对复合材料导电性产生的影响。结果显示,复合材料呈现显著的渗滤效应,渗滤阈值约为10%;复合材料中填充改性炭黑后,其渗滤阈值下降至约8%。填充的炭黑种类不同,得到的复合材料的渗滤阈值存在较大的差异。复合材料的导电性能与炭黑比表面积也相关,炭黑比表面积越大,粒径越小,导电效果越好。     

碳纳米管炭黑天然橡胶复合材料的制备与性能研究

碳纳米管以其特殊的结构与优异的性能成为橡胶补强的理想填料。本文中我们采用两种不同牌号的碳纳米管(分别为Flotube 7000、9011)与炭黑N660作为实验原料,制备了碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料,并对其性能进行了探讨。结果发现：碳纳米管的加入能明显提高复合材料的定伸应力,具有一维取向排列且长径比较大的Flotube 7000(以下简称7000)对力学性能的提高程度最大。且我们将碳纳米管7000、9011分别与炭黑N660并用,对于提高复合材料的导热性能并没有如我们预期的一样存在所谓的“叠加关系”甚至是“协同效应”,而是对于提高复合材料导热有着一定的“负协同效应”。     

碳纳米管／炭黑／天然橡胶复合材料的性能研究

研究碳纳米管/炭黑/天然橡胶复合材料的性能。结果表明:碳纳米管的加入能明显提高复合材料的定伸应力,具有一维取向排列且长径比较大的碳纳米管Flotube 7000对物理性能的提高作用明显;碳纳米管与炭黑并用对提高复合材料的导热性能具有一定的负协同效应。     

环氧树脂/碳纳米管导热复合材料的制备与性能研究

采用先酸化再空气氧化的方法对碳纳米管（CNTs）进行了纯化处理,并制备了2种环氧树脂(EP)/CNTs导热复合材料。研究了不同含量的CNTs及纯化CNTs对复合材料的导热性能、冲击性能及弯曲性能的影响。结果表明,纯化处理后,CNTs表面的催化剂粒子和无定形碳被去除,得到了纯净CNTs;当纯化CNTs含量为1.5 %时(质量分数,下同),材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为24.95 kJ/m2、127.2 MPa;当纯化CNTs含量为1.5 %时,复合材料的热导率可达1.237 W/（m·℃）。     

聚丙烯/氧化锌导热复合材料的制备与性能研究

采用粒径为3μm和40μm复配的氧化锌粉体为导热填料以改善粉体在聚丙烯(PP)中的堆积密实度,以PP接枝马来酸酐为相容剂,与PP共混塑化,制备出PP/氧化锌导热复合材料,并对该导热复合材料的性能进行了研究。结果表明:当3μm和40μm氧化锌质量比为1:3、且总添加量为40%(体积分数)时,所得复合材料的热导率达到1.83 W/(m?K),热扩散系数为0.93×10-6 m2/s;相对于单一添加3μm或40μm粉体时,前者分别提高了15.8%和7.0%,后者分别提高了17.7%和12.0%;同时导热复合材料的体积电阻率、介电特性、力学性能和热稳定性均能满足对绝缘导热材料的要求。     

不同炭黑对聚丙烯／炭黑复合材料导电性能的影响

研究了四种不同的导电炭黑与聚丙烯复合制得的复合材料的体积电阻率与炭黑含量的关系，确定了复合体系中炭黑的渗滤阈值。用扫描电镜(SEM)观察了不同炭黑含量的复合材料的断面形貌，用透射电镜(TEM)观察分析了四种炭黑的结构及粒径，并对其比表面积进行了测定。结果表明：炭黑不同，得到的复合材料的渗滤阈值有很大差别。炭黑结构性越高，比表面积越大，粒径越小，其导电性能越好，得到的渗滤阈值越低。特别是具有空壳结构的炭黑，其渗滤阈值明显低于其他三种炭黑。     

聚丙烯/玻璃纤维/导电炭黑复合材料性能的研究

通过熔融挤出的方法,制备了聚丙烯/玻璃纤维/导电炭黑复合材料,并系统研究了不同玻璃纤维和导电炭黑含量对复合材料导电性能、力学性能、收缩率及结晶行为的影响。结果表明,玻璃纤维的加入能促进炭黑形成导电网络,有效降低逾渗阈值;玻璃纤维具有明显的增刚和降低收缩率的作用;且玻璃纤维和炭黑的加入均降低了聚丙烯的结晶能力。     

石墨填充聚丙烯导热复合材料

聚丙烯(PP)与石墨通过双螺杆共混挤出制备了导热复合材料。研究表明:复合材料的热导率随石墨含量的增加而增加;在相同石墨含量下,高碳石墨填充聚丙烯比低碳石墨填充聚丙烯的热导率提高了10.9%;采用小粒径的石墨比大粒径石墨将复合材料的热导率提高了19%;钛酸酯偶联剂可以改善石墨与聚丙烯的相容性并提高复合材料的热导率,当偶联剂含量为1份时,热导率提高了12%;同时在鳞片石墨中复合添加膨胀石墨也可以提高复合材料的热导率;导热通路形成会伴随着聚合物熔体流动性能的降低。     

聚烯烃弹性体/碳纳米管/炭黑复合材料的性能

研究了碳纳米管(CNTs)与炭黑(CB)对聚烯烃弹性体(POE)增强效果的影响。结果表明:CB用量为40 phr时,POE基体的增强效果较好。固定CB用量为40 phr,随着CNTs用量的增加,复合材料的拉伸强度先增大后减小,撕裂强度减小,100%定伸应力、硬度增大,回弹降低,表面电阻率降低,导热系数增大;当m(CNTs)∶m(CB)为4∶40时,体系分散性较好,复合材料力学性能优异。     

不同工况下碳纳米管/聚丙烯复合材料摩擦性能研究

利用微型双螺杆挤出机熔融共混注射成型碳纳米管/聚丙烯复合材料。通过刻蚀冲击断面来观察碳纳米管在聚丙烯基体中的分散状态。用摩擦磨损试验机研究了碳纳米管/聚丙烯复合材料在干摩擦、水润滑工况下的摩擦行为;利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察了磨损形貌;利用光学表面形貌扫描仪测试摩擦表面微观形貌参数。结果表明,通过熔融共混的方法,可以使碳纳米管较好地分散在聚丙烯基体中。在本实验范围内,加入碳纳米管后的复合材料比纯聚丙烯有更低的摩擦因数,在载荷为50 N,碳纳米管加入量为1.4%的复合材料的摩擦因数为0.473 3,比纯聚丙烯降低了17%。复合材料在干摩擦工况下的摩擦因数较高,而在水润滑工况下的磨损率较高,碳纳米管加入量为1.8%的复合材料在50 N水润滑工况下的摩擦因数为0.251 1,比干摩擦工况降低了85.2%,而磨损率增加了188.5%。添加碳纳米管的聚丙烯复合材料在干摩擦工况下具有更好的减摩性。     

单宁酸改性碳纳米管/羧基丁腈橡胶导热复合材料的性能研究

研究单宁酸(TA)改性碳纳米管(CNT)(CNT-TA)对CNT/羧基丁腈橡胶(XNBR)导热复合材料性能的影响。结果表明:采用TA对CNT进行非共价键改性可以显著提高CNT在XNBR基体中的分散性,CNT-TA/XNBR复合材料比CNT/XNBR复合材料具有更好的力学性能、介电性能和导热性能;CNT-TA可以应用到其他聚合物基导热复合材料中。     

聚丙烯/鳞片石墨导热复合材料的制备及性能

以聚丙烯(PP)为基体,鳞片石墨(FG)为填料,通过添加偶联剂、开炼机混炼、模压成型的方法,制备了具有较高热导率和优良力学性能的PP/FG导热复合材料。考察了硅烷偶联剂的品种及用量、FG的粒径及含量对复合材料热导率和力学性能的影响。结果显示,使用偶联剂处理的FG对复合材料的力学性能具有一定的增强作用,但是材料的热导率降低;当KH 550添加量为FG含量的1%时,材料的力学性能最好;随着FG粒径的增大,材料的热导率明显提高,力学性能相应下降,粒径为17μm的FG与148μm的FG制备的复合材料相比,热导率提高了52.3%,拉伸强度和弯曲强度分别由34.4 MPa和51.5 MPa下降到25.1 MPa和43.0 MPa;随着FG含量的增加,材料的热导率增大,当17μm的FG含量为70%时,材料的热导率是纯PP的22.1倍,拉伸弹性模量和弯曲弹性模量也随之增大,断裂拉伸应变和断裂弯曲应变减小,拉伸强度和弯曲强度先减小后增大,并且在FG含量为20%时降到最低。     

聚丙烯/炭黑/废纸纤维导电复合材料的性能研究

通过熔融共混方式制备了聚丙烯/炭黑/废纸纤维导电复合材料,研究废纸纤维含量和炭黑含量对复合材料体积电阻率、力学性能、流变性能和热稳定性能的影响,并通过扫描电镜分析了废纸纤维及炭黑在复合材料基体中的分散情况。结果表明：废纸纤维的加入有效降低复合材料的体积电阻率。当炭黑含量为12%时,随着废纸纤维含量由0增至10%,复合材料体积电阻率由2.41×1014Ω·cm降至9.3×108Ω·cm。废纸纤维能够有效提高复合材料的力学性能,当炭黑含量为12%、废纸含量为10%时,复合材料的拉伸模量、弯曲模量、冲击强度相比于未添加废纸时分别提高24%、35%和11.7%。废纸纤维的加入增加复合材料的平衡转矩,降低熔体流动速率,含量较高时影响作用明显。废纸纤维的加入降低聚丙烯/炭黑复合材料的热稳定性。     

聚丙烯／碳纳米管复合材料的热稳定性研究

通过机械共混法和原位聚合法制备了聚丙烯做纳米管复合材料，采用热失重仪测定了复合材料在氮气和空气气氛中的热失重行为。结果表明：碳纳米管可以显著提高复合材料在氮气气氛中的热稳定性；原位聚合所得复合材料的起始分解温度比机械共混法有较大幅度提升。采用机械共混法，添加2％和5％碳纳米管的复合材料起始分解温度比纯聚丙烯分别提高了36℃和41℃；采用原位聚合法，添加5％碳纳米管的复合材料起始分解温度比纯聚丙烯提高80℃。此外，碳纳米管也使复合材料在空气中的热稳定性稍有提高，添加2％、5％和10％碳纳米管的复合材料起始分解温度均比纯聚丙烯提高了大约10℃，同时碳纳米管降低了复合材料在空气中的热分解速率。     

高导热聚丙烯复合材料导热性能的研究

研究了石墨填充改性聚丙烯复合材料的流动性能、力学性能及其导热性能。实验结果表明，用热导率高、粒径小的石墨对聚丙烯进行填充改性，可以显著提高复合材料的热导率，当石墨质量百分含量为45%时，石墨/PP复合材料的热导率达到1．29W/(m·K)，是纯聚丙烯树脂的6倍多；但流动性能和力学性能有所下降。同时发现热导率理论模型只能在低填充情况下适用。     

杂化碳化硅填充聚丙烯导热复合材料研究

本文以PP塑料为基料,加入辅助填料以提高其热导率。本文分为两部分：一是研究并摸索出配方;二是对所得产品的性能进行测定,从而得出结论,通过加入SiC可有效提高热导率,但力学性能有所下降,熔融指数随填料填充量增加而降低。加入PE蜡可改善复合材料的流动性,加入第三组分杂化,可提高材料的热扩散系数。     

碳纳米管/聚合物基导热复合材料研究进展

碳纳米管（CNTs）由于优异的轴向导热性能,是目前制备高热导率聚合物基复合材料的一类重要填料。本文综述了近年来CNTs增强聚合物复合材料的研究进展,探讨了CNTs/聚合物复合材料的导热机理以及CNTs用量、尺寸及结构、表面改性、混杂CNTs粒子和聚合物基体结构等因素对CNTs/聚合物复合材料热导率的影响。同CNTs/聚合物的电导率相比,热导率远低于预期值,归因于CNTs/树脂界面间的声子频率失配现象导致了声子在界面的散射及很高的界面接触热阻,从而降低了体系热导率。分析和总结了改善体系热导率的方法和措施,采用特殊工艺使CNTs在基体内形成特殊的隔离结构或者取向结构是CNTs/聚合物导热复合材料的未来研究及发展方向。