ABS/不锈钢纤维/石墨导电复合材料的导电特性?

以丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)为基体,不锈钢纤维(SSF)和石墨为混杂导电介质制备了ABS/不锈钢纤维/石墨0-1-3复合体系。采用动态机械分析(DMA)、数字万用表和旋转流变仪等研究了复合材料的导电渗流行为、流变渗流特性的关联性及在DMA多频应变模式-动态微力场下的阻温特性与导电机理。结果表明,石墨的加入可明显提高复合体系的渗流导电能力;复合体系的导电渗流与流变渗流的渗滤阀值相近,均约为15％;在动态交变微载荷下,电阻率强烈的依赖于振动频率和温度,随着温度的升高,出现电阻正温度效应(PTC)和电阻负温度效应(NTC);且频率越高,SSF含量越低,复合体系的 PTC转变温度越高。     

超细Fe-Cr纤维填充环氧树脂复合材料的导电性能

通过大量拉拔变形制备了Cu-F e-C r原位复合材料并萃取出其中的F e-C r纤维,以超细F e-C r纤维为导电填料,填充环氧树脂,140℃热压制得导电复合材料。在扫描电镜下观察了复合材料的显微组织,用四探针方法测量了复合材料的导电性能。结果表明,随着F e-C r纤维填充量的增大,复合材料的电阻率下降,F e-C r纤维体积分数为41.7%的复合材料体积电阻率达到8.32×1-0 3Ω.cm。     

膨胀石墨/金属网/ABS复合材料电磁屏蔽性能的研究

以膨胀石墨(EG)和金属网(MN)作为电磁屏蔽基元材料与ABS树脂采用共混、挤出、热压等成型工艺制备了电磁屏蔽复合材料,研究了膨胀石墨的含量、处理方式、复合材料的厚度和金属网的目数对电磁屏蔽复合材料屏蔽性能的影响。结果表明,在膨胀石墨/ABS电磁屏蔽复合材料中,其电磁屏蔽效能随着膨胀石墨含量增加及复合材料厚度增加而增大,膨胀石墨经超声处理后,可以提高复合材料的屏蔽效能。在两种单层金属网/ABS电磁屏蔽夹层复合材料中,屏蔽效能并不随着金属网目数增加而增大。在30MHz～1.8GHz频率范围内,200目不锈钢网/ABS复合材料和100目铜网/ABS复合材料的屏蔽性能最好,最大屏蔽效能分别为76.1和70dB。在多相电磁屏蔽复合材料中,膨胀石墨/不锈钢网/ABS复合材料的屏蔽效能比不锈钢网/ABS复合材料高约5dB。     

不锈钢纤维-石墨/ABS-PVDF复合材料相转变与导电特性

以丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）和聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,不锈钢纤维（SSF）和石墨为导电填料,通过熔融法制备SSF-石墨/ABS-PVDF导电复合材料,探究了其导电性能及流变性能。讨论了SSF/ABS-PVDF复合体系中导电填料的分布、导电性能及基体的相转变行为。结果表明:SSF倾向于分布在PVDF相中,当SSF含量为20wt%时,SSF/ABS-PVDF复合材料的电阻率随PVDF比例增加,先降低经历一个平台期后继续降低。PVDF在ABS-PVDF复合基体中含量为30wt%~40wt%和70wt%~80wt%时,SSF/ABS-PVDF复合材料出现相态转变行为。当SSF含量为16.84wt%和25wt%~30wt%时SSF-石墨/ABS-PVDF复合材料出现二次逾渗的现象,且与其动态模量及复数黏度的变化相符合。      

原位膨胀法制备PMMA/EG复合材料及其导电和流变性能的研究

使用低温可膨胀石墨,通过"原位膨胀-机械剥离"的方法制备了PMMA/EG复合材料,研究了可膨胀石墨含量对其电导率的影响。电导率、SEM、动态流变等测试表明膨胀后的石墨片层在树脂基体中分散良好;从10~20 phr开始,石墨鳞片相互接触形成网络结构显著地提高电导率,最高达12个数量级。采用原位膨胀法可以制备逾渗阈值较小的导电复合材料,填充少量低温可膨胀石墨就可以大幅度提高PMMA电导率。     

聚苯胺/石墨导电复合材料的制备与表征

根据石墨的层状结构，以可膨胀石墨（KP）或膨胀石墨（EP）为模板，应用原位聚合法成功制备了聚苯胺（PANi)石墨导电复合材料。通过FT－IR、XRD、SEM和电导率测量等手段表征了其结构和性能。结果表明，PANi/EP的电导率与单一组分相比，都有大幅度提高，而PANi／KP的电导率介于两组分之间，PANi/EP的电导率高于PANi/KP复合材料4－5倍。XRD证明，膨胀石墨与聚苯胺复合大大提高了聚苯胺的结晶度，改善了聚苯胺的结构缺陷。FT－IR表明聚苯胺的特征吸收峰发生了位移，表明KP或EP的表面官能团与聚苯胺之间发生了氢键或共轭作用。     

膨胀石墨/聚醚砜复合材料的制备及力学性能

采用微波辐射法制备了膨胀石墨(EG),将其作为增强相加入到聚醚砜(PES)基体中,利用溶液共混法和真空辅助模压成型工艺得到EG/PES复合材料,使用SEM、FTIR和XRD等分析手段表征了EG及其复合材料的微观结构和性能,并对复合材料的力学性能进行了测试。结果表明:PES分子插入到了EG片层内部,并且EG与PES分子之间产生了氢键作用;当EG含量为5.0%(质量分数)时,复合材料的拉伸和弯曲强度达到最大值,分别为94.6 MPa和146.7 MPa,较树脂基体提升了10.5%和7.3%;EG在PES基体内的分散性直接影响了复合材料的力学性能,嵌入到复合材料内部的EG不仅能够改变微观裂纹的走向,还能阻止其进一步蔓延和扩展,改善复合材料内部的应力分布情况。     

电子束固化M40J/EB99-1复合材料性能研究

研究了电子束固化高模量石墨化碳纤维M40J增强EB99-1环氧树脂复合材料的常规力学性能、耐热疲劳性能和热物理性能。结果表明，电子束固化M40J／EB99-1复合材料具有比热固化M40J／5228和M40／4211复合材料优异的综合力学性能和耐热疲劳性能。     

炭基体的结构对C/C复合材料导电性能的影响

采用CVI+PIC工艺制备以2D碳纤维预制体为增强体、由不同炭基体结构组成的C/C复合材料,随后在不同温度对其进行热处理得到不同石墨化度的炭基体结构,研究了PyC/ReC比值和石墨化度对材料电阻率的影响。结果表明,随着PyC/ReC比的提高低密度C/C复合材料的电阻率在27.3×10^-6~28.0×10^-6 Ω·m间基本不变,因为石墨微晶的尺寸和结构完整性的增大与材料孔隙率的提高对电阻的影响相反。随着PyC/ReC比的提高,高密度C/C复合材料的电阻率从24.9×10^-6 Ω·m降低到20.5 ×10^-6 Ω·m。其可能的原因是,材料内部的孔隙较少,孔隙率的轻微提高使阻碍载流子在导电网络中的有效传递的作用显著下降。随着热处理温度从1800℃提高到2500℃,C/C复合材料的石墨化度明显提高,电阻率明显降低,其主要原因是载流子浓度的提高和晶界散射的减弱。     

膨胀石墨/聚酯导电复合材料的制备与导电行为

采用熔融共混法制备了膨胀石墨 ( EG) /聚酯 ( PET) 导电复合材料。利用扫描电镜及电导率测试等研究了复合材料的制备方法对其结构形态和导电性能的影响。结果表明, EG与聚合物基体间的相互作用和机械剪切力使PET分子能够进入EG的片层和孔隙中 , 促进了导电网络的形成, 导致EG/PET复合材料具有较低的逾渗值, 仅为3. 14 %。环氧树脂 ( ER) 与EG间的强相互作用使其易于对EG插层和剥离, 使ER-EG/PET体系的逾渗值进一步降低到1. 80 %。运用统计逾渗理论分析了材料的导电机制。发现复合材料电导率的各向异性、复杂的微观结构以及在高于逾渗值仍存在隧道导电是临界指数高于普适值的主要原因。      

纤维聚苯乙烯泡沫颗粒轻质土的制备及力学性能

为促进轻质土在岩土工程中的广泛应用,添加改性聚丙烯纤维改善其力学性能,通过无侧限抗压强度试验分析探讨了纤维聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒轻质土强度-变形特性、受压破坏模式和无侧限抗压强度的影响因素,并运用SEM从微观层次上分析了其力学机制。结果表明:不同EPS颗粒、纤维及水泥掺量时,纤维EPS颗粒轻质土的应力-应变曲线不同;EPS和水泥掺量是强度的主要影响因素,其次为纤维掺量;强度随EPS掺量的增大而显著降低,随水泥掺量增大而显著提高;未加纤维的EPS颗粒轻质土松散且易破碎,强度骤然丧失;添加纤维能提高轻质土的峰值强度、残余强度、整体性和韧性,改善其脆性破坏模式;但EPS掺量较高（大于干土质量的3%）时,纤维与水泥土粘结有限,EPS颗粒轻质土力学性能改善效果较弱;EPS颗粒为空心蜂巢结构,纤维表面布满针状的水泥水化物并形成空间网状结构。所得结论表明纤维改善了轻质土力学性能。      

石蜡/膨胀石墨复合相变储热材材料的性能研究

以石蜡为相变材料、膨胀石墨为支撑结构,利用膨胀石墨的多孔吸附特性,制备出了石蜡含量90%(质量分数)的石蜡/膨胀石墨复合相变储热材料.采用扫描电镜(SEM)、偏光显微镜(PM)、X射线衍射(XRD)及差示扫描量热分析(DSC)对复合相变储热材料的结构和性能进行了表征.结果表明,膨胀石墨吸附石蜡后仍然保持了原来疏松多孔的蠕虫状形态,石蜡被膨胀石墨微孔所吸附,在石蜡质量含量为90%时仍保持定型特性;复合相变储热材料没有形成新物质,其相变温度与石蜡相似,相变焓与基于复合材料中石蜡含量的相变焓计算值相当.     

膨胀石墨-碳纤维/尼龙三元导热复合材料制备

以尼龙6（PA6）为基体,膨胀石墨（EG）和碳纤维（CF）作为导热填料,采用熔融共混法制备了EG/PA6、CF/PA6和CF-EG/PA6导热复合材料。重点研究当固定导热填料（CF和EG）填充量为40wt%时,CF与EG不同的填充比例对CF与EG的接触方式及CF-EG/PA6复合材料的导热性和力学性能的影响。结果表明,相比单一CF填充,EG的加入有利于CF-EG/PA6复合材料热导率的增加;CF:EG质量比是25:15时的EG-CF/PA6三元复合材料,热导率可以达到2.554 W/（m·K）,是PA6的8倍,拉伸强度提高了125.34%,弯曲强度提高了119.8%,同时具有优异的耐热性。SEM结果表明,纤维状CF与蠕虫状EG片层在适当的填充比例下可以形成"面接触"的三维网络结构,这种三维网络结构不仅显著增大EG-CF/PA6复合材料的热导率,而且明显提高了其力学性能和耐热性能。为研制填充型导热高分子材料提供了一条新思路。      

不锈钢纤维混纺织物微波反射性能研究

对不同掺量比例的不锈钢纤维/涤棉、不同入射角度和厚度的织物进行了微波反射性能测试研究,结果表明,在5%～30%(质量分数)不锈钢纤维掺量中,随着不锈钢纤维含量增加,织物的微波反射率呈现先增大后减小的趋势,当不锈钢纤维含量为20%(质量分数)时反射率达到最大。并对影响微波反射特性相关因素进行了分析探讨。     

Electrical and mechanical properties of expanded graphite/high density polyethylene nanocomposites

High density polyethylene (HDPE) were filled with expanded graphite particles that have different particle sizes, 5–7 μm (EG5) and 40–55 μm (EG50) in diameter. Nanocomposites were prepared by the melt-mixing technique using EG5 and EG50 at different weight ratios. Transmission Electron Microscopy (TEM) was used to observe the morphology of the nanocomposites. X-ray diffraction patterns of EG5-HDPE and EG50-HDPE nanocomposites were investigated. Tensile tests were carried out to determine tensile strength, Young’s modulus and elongation at break values. The storage modulus and loss modulus were evaluated by Dynamic Mechanical Analysis (DMA). The effect of EG5 and EG50 on electrical conductivity of HDPE was also determined. The tensile strength of HDPE increased 18.7% and 8.5% when 40 wt% EG5 and EG50 was added into HDPE, respectively. The storage modulus of EG5-HDPE and EG50-HDPE is higher compared to that of HDPE. Incorporation of EG5 and EG10 into HDPE also increased the relaxation transition peak of HDPE. The values of electrical conductivity for EG50-HDPE nanocomposites under the same filler content obtained higher in comparison with those for EG5-HDPE nanocomposites.     

纤维/Ekonol/PTFE复合材料的力学与摩擦学性能研究

对比考察了碳纤维(CF)、六钛酸钾晶须(PTW)分别与聚苯酯(Ekonol)混合填充对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的力学与摩擦学性能的影响,并探讨了内部机理.结果表明:PTW相比于传统纤维CF,尺寸细微,具有微区增强特性,PTW的填充提高了Ekonol/PTFE复合材料的致密程度,协助形成更为均匀、致密的转移膜,相比于CF/Ekonol/PTFE复合材料,有着较好的力学性能、摩擦稳定性、耐磨性,进一步改善了Ekonol/PTFE复合材料的综合性能.纤维、Ekonol混合填充PTFE,二者表现出协同润滑与减磨效应.纤维协助均匀、致密的转移膜的形成;而硬质Ekonol颗粒在纤维和对偶之间可能起到了一种第三体滚动效应,避免了纤维受到较为严重的磨损,从而提高复合材料的摩擦磨损性能.     

埃洛石-玻纤/聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损热膨胀及力学性能

采用冷压成型烧结工艺制备出玻璃纤维（GF）和埃洛石（HNTs）填充的聚四氟乙烯（PTFE）复合材料。研究了填料类型及不同配比的填料对PTFE复合材料的界面、摩擦学性能、线膨胀系数及力学性能的影响。结果表明:适量填充HNTs可以提升GF/PTFE复合材料的摩擦磨损、热膨胀及力学性能。填充2.0%HNTs时的HNTs-GF/PTFE复合材料比GF/PTFE复合材料的磨损率降低32.7%,高温时HNTs-GF/PTFE复合材料的线膨胀系数（CTE）比纯PTFE降低近2个数量级,断裂伸长率、拉伸强度和弯曲强度分别提高40.0%、2.3%和7.1%。      

膨胀石墨/MnO2超级电容器电极材料中膨胀石墨的作用机制

采用一种简便的方法制备出了单相α-MnO₂和膨胀石墨(EG)/MnO₂复合物。实验结果表明EG/MnO₂复合物有着比单相α-MnO₂更高的比电容和更加优异的倍率性能。随后采用XRD、TG、EIS、BET等手段对复合材料中EG的作用机制进行了研究,结果发现在EG/MnO₂复合物中出现了δ相MnO₂(δ-MnO₂为层状结构,相较于α-MnO₂更加有利于离子的扩散和传输),δ-MnO₂大约占复合物总质量的30wt%,EG占3.4wt%。EG/MnO₂复合物的电荷转移电阻显著低于单相α-MnO₂。EG/MnO₂的比表面积为38.7 m²·g^-1,而单相α-MnO₂的比表面积只有21.6 m²·g^-1,更大的比表面积使材料与电解液接触更为充分,从而降低了电荷转移电阻。综上,复合材料中EG的作用机制是通过自身的层状结构诱导了MnO₂在其上沉积形成了层状的δ-MnO₂,同时抑制了MnO₂颗粒的生长,增加了颗粒与电解液的接触面积,降低了电荷转移电阻,从而增大了比电容,也提高了其倍率性能。