LDPE/石墨导电复合材料的研究

为了制备具有低渗滤阈值的导电复合材料，通过溶液插层法，选用三种不同的导电填料（石墨，膨胀石墨，膨化石墨），引入马来酸酐接枝聚乙烯。制备低密度聚乙烯/石墨导电复合材料，导电填料的结构对复合材料的电性能和力学性能有很大的影响，其中膨化石墨可使复合体系具有较低的导电渗滤阈值，但复合材料的力学性能较差。     

超高分子量聚乙烯/石墨包覆纳米铜复合导电材料研究

在NaBH4/EDA体系中还原CuCl2石墨层间化合物合成了石墨包覆纳米铜复合填料(GECNP).以GECNP为导电填料,采用球磨共混-热压成型工艺制备了超高分子量聚乙烯(UHMWPE)基复合材料.UHMWPE/GECNP复合材料的X射线衍射(XRD)分析表明:在制备过程中无新相生成;扫描电镜(SEM)观察发现:其微观结构均匀,GECNP以纳米片状分散于基体中,构成导电网络;有关导电性的研究表明:复合材料导电机制符合聚合物基复合材料的导电渗滤理论,渗滤阈值为8.766%,低于常规碳系填料.当GECNP体积浓度为12.8%时,体系电导率最高,为7.55S/cm,高于石墨纳米片填料.     

固相剪切碾磨制备高填充聚丙烯木塑复合材料的形貌结构与力学性能

利用磨盘形力化学反应器优异的粉碎、分散、混合和力化学反应的多重功能以及增容剂PP-g-MAH的良好增容作用制备了综合性能优良的聚丙烯(PP)/木粉(WF, 80%,质量分数)高填充木塑复合材料,研究了磨盘碾磨、增容剂以及复合方式对PP/WF木塑复合体系的粒径分布、力学性能和形貌结构等的影响.结果表明,不同碾磨次数的PP/WF复合粉体的粒径呈双峰分布,适当增加碾磨次数有利于PP粒径的降低及木粉的均匀分散.随碾磨次数的增加,PP/WF复合材料的拉伸和弯曲性能先增加后下降,但缺口冲击强度一直呈小幅下降趋势.PP-g-MAH的引入及其含量增加均有利于PP/WF复合材料力学性能的大幅改善,其中弯曲模量在增容剂含量为5%(质量分数)时最佳.此外,磨盘碾磨制备的PP/WF复合材料的力学性能优于常规密炼复合法.上述力学性能变化归因于磨盘碾磨改善了PP/WF高填充复合体系中木粉的分散性以及加入的PP-g-MAH显著改善了体系的相容性,其中PP-g-MAH的增容机理为磨盘碾磨剪切力场作用下PP-g-MAH与木粉表面羟基发生了力化学酯化接枝反应.     

聚丙烯／石墨导电复合材料的制备与表征

以制备具有低渗滤阀值（Φc)的聚丙烯（PP）／石墨导电复合材料为目的,采取了使用膨胀石墨（EG）,引入接枝聚丙烯(gPP),使用溶液插层复合等措施,制得Φc=6%（质量比,下同）的PP/gPP/EG导电复合材料,比PP／EG导电复合材料的Φc=11%降低了46％,研究了复合材料的制备方法－形态结构－导电性能关系,论述了不同方法制得的复合材料的Φc和导电性有明显差异的结构和本质原因。     

新型炭黑填充抗静电和导电聚丙烯复合材料

以炭黑为导电填料,在聚丙烯中加入适量的环氧树脂和玻璃纤维,制备了新型的抗静电和导电聚丙烯复合材料。测定了不同复合体系的渗滤阈值,用扫描电镜(SEM)对相形貌进行了观察,并研究了环氧树脂和玻璃纤维用量对体积电阻率的影响。SEM照片表明在新型复合材料中,炭黑优先分布在环氧树脂中,环氧树脂包覆在玻璃纤维表面,通过玻璃纤维间的搭接形成导电通路。这种独特的结构使该复合材料的渗滤阈值低于聚丙烯/炭黑和聚丙烯/环氧树脂/炭黑复合体系的渗滤阈值。玻璃纤维和环氧树脂含量分别需要达到约10%,复合材料才能具有抗静电和导电作用。     

炭黑质量分数对炭黑/聚丙烯复合材料导电性影响

采用熔融共混制备炭黑(CB)/聚丙烯(pp)导电复合材料,研究炭黑质量分数对复合材料导电性的影响。结果表明,复合材料具有明显渗滤效应,渗滤值在8%左右,炭黑经偶联处理后,渗滤值降低到5%,体积电阻率降低3个数量级;同时发现"逾渗阈值"现象出现的原因,与热力学理论吻合较好,即随着炭黑含量的增加,复合体系界面能出现饱和、过剩,当体系界面过剩达到一定值后,粒子开始形成导电网络,宏观表现为复合材料体积电阻率突降。     

PEEK抗静电复合材料的研究

制备了聚醚醚酮/炭黑(PEEK/CB)、聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF)抗静电复合材料。结果表明,在PEEK/CB复合体系中,炭黑渗滤区含量为3%⁵%,较低的炭黑含量确保了复合材料优异的力学性能;在PEEK/CF复合体系中,碳纤维渗滤区含量为15%5%,较低的炭黑含量确保了复合材料优异的力学性能;在PEEK/CF复合体系中,碳纤维渗滤区含量为15%²0%;扫描电镜(SEM)结果证明:炭黑在PEEK基体中达到纳米级分散,形成空间导电网络结构,这种结构提高了复合材料的抗静电性能。     

UHMWPE/炭黑抗静电复合材料的研究

制备了导电炭黑(CB)填充UHMWPE抗静电复合材料。实验结果表明,在经表面固相接枝改性的UHMWPE/CB复合体系中,炭黑渗滤区含量为5%~7%,表面电阻ρs从1014Ω下降到107Ω,较低的炭黑含量确保了复合材料优异的耐磨性;同时扫描电镜(SEM)表征证明炭黑在改性UHMWPE中达到纳米分散,形成双重纳米导电网络结构,这种双重纳米导电结构提高了复合材料的抗静电性能、力学性能和热变形温度。     

固相剪切碾磨制备无卤协效阻燃聚丙烯材料

采用固相剪切碾磨技术制备了由石墨烯(GE)和低聚倍半硅氧烷(POSS)组成的复合协效剂协效膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。采用极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧、微型量热(MCC)、扫描电镜(SEM)、力学测试等方法,研究了阻燃PP复合材料的结构与性能。结果表明,GE明显提高了阻燃PP材料的阻燃性能。与PP/RMAPP/POSS(80/19/1)相比,PP/RMAPP/POSS/GE(80/18. 8/1/0. 2)的最大热释放速率(PHRR)降低了33%,垂直燃烧水平提高至UL-94 V0级。此外,当GE添加量为0. 2%时,与未碾磨PP阻燃材料相比,碾磨制备的PP阻燃材料的极限氧指数由27. 0%提高至29. 5%,拉伸强度由29. 2 MPa提高至33. 5 MPa,因此,磨盘碾磨强大的三维剪切力场作用,可以改善阻燃剂在PP基体中的分散性和界面相容性,提高PP阻燃材料的阻燃性能和力学性能。     

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／石墨复合材料的导电与阻燃性能研究

制备了以膨胀石墨和可膨胀石墨为填料、聚丙烯为基体的兼具导电与阻燃性能的复合材料。确定了膨胀石墨和可膨胀石墨的表面处理剂及其最佳用量，研究了复合材料的导电性能和阻燃性能。结果表明，固定可膨胀石墨含量为10％（质量分数，下同），当膨胀石墨含量达到12％时，复合材料的导电网络基本形成；固定膨胀石墨含量为8％，当可膨胀石墨含量达到25％时，复合材料的导电网络也基本形成。结果表明，复合材料的导电性主要靠膨胀石墨起作用，但可膨胀石墨也能发挥一定的导电作用。膨胀石墨对于复合材料的阻燃性贡献甚微，阻燃效应主要靠可膨胀石墨起作用。     

石墨改性聚丙烯换热器的发展

综述了石墨改性聚丙烯换热器的发展，重点介绍了制造工艺，产品性能与应用。     

PP/POE/GNP导电复合材料的制备与性能研究

用油酸钠/乙醇溶液、邻二氯苯、N-甲基吡咯烷酮对膨胀石墨进行表面处理和分散改性并制备了纳米石墨微片(GNP),研究了其效果,确定了油酸钠/乙醇溶液作为分散介质和表面改性剂。将由该处理剂制得的GNP以不同添加量添加到聚丙烯/聚烯烃弹性体共混树脂(PP/POE)中,制得PP/POE/GNP复合材料。测试表明,GNP在基体中分散均匀,大部分达到纳米尺寸,与基体结合良好,复合材料的室温渗滤阈值为9%左右(对应GNP质量份数为10份),GNP质量份数超过10份之后复合材料成为半导体,最低体积电阻率为3.6×107Ω.cm。当GNP质量份数为20份时,复合材料仍然保持较佳力学性能,材料破坏方式为脆性断裂。     

Thermal,dynamic‐mechanical,and dielectric properties of surfactant intercalated graphite oxide filled maleated polypropylene nanocomposites

Graphite oxide (GO) and amine surfactant intercalated graphite oxide (GOS) filled maleated polypropylene (PPgMA) nanocomposites were prepared directly by solution blending. In this study, the effects of the surfactant intercalation on the crystalline structure, thermo‐mechanical, and dielectric properties of PPgMA/GO and GOS composites are reported. Wide‐angle X‐ray diffraction exhibited a lower intensity diffraction peak of the monoclinic (α) phase of PPgMA for PPgMA/GOS composites compared with the unfilled sample. Differential scanning calorimetry exhibited a single characteristic melting peak of monoclinic (α) crystalline phase. The incorporation of GOS hardly showed any change in T_m. However, the significant decrease in the melting enthalpy of PPgMA/GOS composite, which was lower than that of GO filled PPgMA, demonstrated the high degree of dispersion of the GOS flakes in the PPgMA matrix. Dynamical mechanical analysis indicated that incorporation of GO or GOS into PPgMA increased both the storage modulus and the glass transition temperature, due to the hydrogen bonding between GO and the maleic anhydride group of PPgMA. Dielectric analyzer showed significant increase in both dielectric permittivity and dielectric loss at high temperature regimes in the GOS nanocomposites. The finely dispersed GOS in the PPgMA matrix manifested the interfacial polarization, which gave rise to much greater ε′ and ε″ than that of PPgMA/GO hybrid. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

膨胀型石墨及其协效剂阻燃的聚丙烯

介绍膨胀型石墨（ＥＧ）的性能及其协效阻燃剂,以此系统阻燃的聚丙烯（ＰＰ）的配方和性能及影响ＥＧ阻燃性能的因素     

增效剂在可膨胀石墨阻燃玻璃纤维增强聚丙烯体系中的作用

采用硼酸锌、有机改性蒙脱土、碳纳米管、有机硅增效可膨胀石墨阻燃体系阻燃玻璃纤维增强聚丙烯，其中有机硅的增效效果最好，碳纳米管其次，添加1％（质量分数，下同）有机硅可使极限氧指数提高3．7％。添加蒙脱土没有形成纳米结构，但仍然能提高材料的阻燃性能。分析了各体系炭层厚度和致密程度，结果表明，增效剂对炭层厚度和致密度的不同作用是增效剂之间存在增效效果差异的原因。有机硅能同时提高炭层的厚度和致密程度，所以其增效作用最好。     

石墨填充聚丙烯的研究

着重对石墨填充聚丙烯的某些性能作了初步探讨了，除了提高该材料的力学性能外，其热传导性有了较大改善，从而扩大了其应用范围，可用于耐腐蚀设备、换热设备、贮存设备等领域，很有推广价值。     

Electrical,dielectric, and electromagnetic shielding properties of polypropylene‐graphite composites

The conducting polymer composite material is desired to have a high dielectric constant and high dissipation factor in low and high frequency ranges, so that it can be used in charge storing devices, decoupling capacitors, and electromagnetic interference (EMI) shielding applications. Currently, on‐going research is trying to enhance the dielectric constant of ceramic powder‐polymer, metal powder‐polymer, and nanotube‐polymer composites in the low frequency region. In this article, we present the dielectric properties of polypropylene (PP)‐graphite (Gr) composites in low and radio frequency ranges. Furthermore, the EMI shielding properties of these composites are examined in the radio frequency range. The PP‐Gr composites were prepared by mixing and the hot compression mold technique. The electrical conductivity and dielectric constant of PP‐Gr composites with graphite volume fraction follow the power law model of percolation theory. The percolation threshold of the composites is estimated to be 0.0257 (～ 5wt % of Gr). The current of PP‐Gr composites as a function of voltage shows a nearly ohmic behavior above the percolation threshold. Shore‐D hardness of the composites is decreased with the addition of conducting filler. The PP‐Gr composites exhibit a high dielectric constant and high dissipation factor with the addition of graphite in low frequency and radio frequency regions, so they can be used in the proposed applications. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

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。     

石墨／碳纤维／聚丙烯高强导热材料的研究

采用聚丙烯、石墨、碳纤维 (CF)制备出满足实际应用要求的高导热、高强度复合材料。实验结果表明 ,石墨和碳纤维在基体中的合理分布能显著提高复合材料的导热性能和力学性能。当聚丙烯和石墨的质量比为 5 0 /5 0时 ,添加 3 .3 3 %的碳纤维 ,其热导率为 2 .1W /(m·K) ,拉伸强度达到 5 1.49MPa。