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。     

石墨烯纳米片对碳纤维/聚丙烯复合材料导热及力学性能的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯纳米片(GNSs)/碳纤维(CF)复合材料,研究了石墨烯纳米片含量对其导热性能和力学性能的影响。结果表明,石墨烯纳米片和碳纤维混合使用,不仅对导热有明显的协同作用,力学性能也有一定提升。PP/GNSs(3 phr)/CF(2 phr)复合材料热导率为0. 42 W/(m·K),相对于纯PP、PP/GNSs(3 phr)复合材料分别提高了110%、31%;该复合材料的拉伸强度和弯曲强度最大相对于纯PP提高了12%和13%,相对于PP/CF(2 phr)复合材料提高了8%和12%。     

载体包裹填料提高PE/PP/EPDM/BN材料导热性

以三元乙丙橡胶(EPDM)/氮化硼(BN)复合材料为母料,通过熔融共混EPDM/BN复合材料与聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP),制备PE/PP/EPDM/BN复合材料。采用PE∶PP的比例为5∶5,以使复合材料形成共连续结构;通过EPDM包裹BN的方法,实现BN在PE/PP/EPDM/BN复合材料共连续结构的相界面处分布,以形成导热通路,从而提高PE/PP/EPDM/BN复合材料的导热性能。通过接触角测试和扩散系数公式计算预测了EPDM会选择性分布在PE/PP/EPDM复合材料共连续结构的相界面处。通过连续度计算结果得出,EPDM为PE和PP总质量的15%时,EPDM的连续度为85.3%。由扫描电子显微镜分析表明EPDM在PE/PP/EPDM/BN复合材料中连续贯通。由导热测试分析知,随着BN含量的增加,PE/PP/EPDM/BN复合材料的热导率逐渐增加。这项研究提高了PE/PP复合材料的热导率,此材料在电子工业中可能具有潜在应用。     

氮化硼/碳纤维复合填料对聚氨酯介电性能的影响

采用绝缘性氮化硼(BN)与导电性碳纤维(CF)为复合填料,以聚氨酯(PU)为基体,制备得到BNCF/PU复合材料。加入BN填料或CF填料制备得到BN/PU复合材料及CF/PU复合材料,并对BN-CF/PU复合材料的介电常数、介电损耗和电导率进行了对比研究。结果表明,当BN的质量分数为1%及CF的质量分数为14%时,BN-CF/PU复合材料具有高介电低损耗的特性。此时,在BN与CF复合填料的协同效应下,能使BN-CF/PU复合材料的介电常数提高至16. 73 [在频率为1 k Hz处,其介电常数是BN(15%)/PU复合材料介电常数的2. 14倍,是CF(15%)/PU复合材料介电常数的1. 12倍]。而且,在频率为107Hz处,BN-CF/PU复合材料的介电损耗(低于0. 125)和电导率(低于5. 82×10~(-4)S/cm)均得到了有效的控制。     

硒掺杂对碳纤维/环氧树脂复合材料导电性能及机敏性的影响

以锗硒玻璃(GeSe_4)作为硒源制备一维硒纳米纤维(SeF),将其与碳纤维(CF)按一定体积比混杂,制备硒/碳共混环氧树脂(SeF/CF/EP)复合材料。测量SeF掺杂前后复合材料的体积电阻率变化,分析SeF/CF混杂比对材料导电机敏性的影响。结果表明,SeF掺杂前,碳纤维/环氧树脂复合材料(CF/EP)体积电阻率随纤维长度的增大而降低,随CF含量的增加呈阶段性减小趋势,2、4和6 mm长度的CF/EP复合材料的渗滤阈值分别为0.9%、0.3%和0.05%,随温度的升高,CF/EP复合材料先后呈现正温度效应(PTC)和负温度效应(NTC),无明显光敏特性;SeF掺杂后,复合材料导电性能显著提高,当SeF/CF体积比为3.06时,材料体积电阻率较掺杂前下降91%,随温度的升高,SeF/CF/EP复合材料的体积电阻率始终保持PTC效应,光敏特性显著增强。     

环氧树脂/氧化锌晶须/氮化硼导热绝缘复合材料的研究

以环氧树(脂EP)为基体,分别以氧化锌晶(须ZnOw)和ZnOw/氮化硼(BN)混合物为导热填料,制备了EP导热绝缘复合材料。研究了填料含量对复合材料导热性能、电绝缘性能及力学性能的影响,并利用扫描电镜对复合材料的断面形貌进行了观察。结果表明:随着导热填料含量的增大,复合材料的导热系数和介电常数增大,体积电阻率下降,而拉伸强度呈先增大后减小的趋势;在填料含量相同的情况下,EP/ZnOw/BN复合材料比EP/ZnOw复合材料具有更好的导热性能;当填料体积分数为15%时,EP/ZnOw/BN复合材料的热导率为1.06W/(mK)而,EP/ZnOw复合材料的热导率仅为0.98W/(mK)。     

环氧树脂/CF/亚麻纤维复合材料电磁屏蔽性能

电子电气设备等产生电磁辐射污染会严重影响到人体健康,并干扰设备的正常运行,解决电磁污染的关键是使用电磁屏蔽材料。采用模压工艺制备了具有电磁屏蔽功能的环氧树脂/碳纤维(CF)/亚麻纤维复合材料。借助矢量网络分析仪、热重分析仪、万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)等研究CF粉对复合材料的电磁屏蔽性能(EMI SE)、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,复合材料的弯曲强度随着CF粉含量的增加而增加,并在其质量分数为30%时达到最大值,为102.5 MPa,与未加CF的材料相比较,提高了31.1%,此后进一步增加CF粉含量,复合材料的弯曲强度开始下降。SEM证实,复合材料力学性能的提高来源于CF与环氧树脂界面性能的改善。CF粉的加入提高了环氧树脂/亚麻纤维复合材料的热稳定性,热分解温度从206℃提高到268℃。同时复合材料的体积电阻率随着CF粉含量的增加而下降,从0.65Ω·cm降至0.132Ω·cm。在8.4～12.4 GHz电磁波范围内,环氧树脂/CF/亚麻纤维复合材料的EMI SE达到20 dB以上,基本满足商业要求。     

芦苇/碳纤维增强PP/EVA复合材料的制备及性能研究

采用双辊开炼机将芦苇纤维(LF)、碳纤维(CF)与聚丙烯(PP)、聚醋酸乙烯酯(EVA)进行熔融共混,制备了PP/EVA/LF/CF复合材料,以及LF经碱处理、CF经硫酸/硅烷偶联剂处理后,制备了PP/EVA/改性芦苇纤维(ALF)/改性碳纤维(SSi CF)复合材料,研究了2种纤维复配质量比对复合材料力学性能的影响,探讨了复配改性纤维对复合材料接触角、热稳定性的影响。结果表明:当LF与CF复配质量比为1∶5时,PP/EVA/LF/CF复合材料的综合力学性能较好;与PP/EVA复合材料相比,ALF与SSi CF复配质量比为1∶5时,PP/EVA/ALF/SSi CF的拉伸强度提高了11.13 MPa,弯曲强度提高了16.31MPa,冲击强度降低;PP/EVA/ALF/SSi CF复合材料较PP/EVA复合材料的表面亲水接触角提高了7°,残炭率由0增加至23.1%,热稳定性明显提高。     

CF/铜增强PP复合材料的力学、热学及导电性能

通过向聚丙烯(PP)中单独或同时掺入碳纤维(CF)和金属铜(Cu)粉,利用熔融共混法制备PP/CF,PP/Cu,PP/(CF+Cu)纳米复合材料,通过X射线衍射,扫描电子显微镜,热变形温度、电阻率测试等研究不同填料及配比对PP的结晶类型、冲击强度和表面电阻率等的影响。结果表明,CF和Cu粉加入到PP基体中没有诱导PP基体产生新的晶型,但填料的加入使结晶峰位置偏移。CF的加入能够提高PP复合材料的冲击强度和拉伸强度,而Cu粉的加入会降低。单独加入CF和Cu粉对复合材料热变形温度影响不显著,但两者同时加入起到了协同增强的效果。对于电阻率,单独加入CF和Cu粉的复合材料都较纯PP电阻率有所降低,而同时添加CF和Cu粉的复合材料的表面电阻率降低更加显著,较纯PP降低了7.3个数量级。电阻率协同降低主要是因为Cu粉的存在改善了CF的排布,使CF朝一个方向排列,形成更多连续导电网络。     

分散剂在聚丙烯/炭黑抗静电材料中的应用

应用两种分散剂(Altfona 3050和 Altfona 3020)制备了聚丙烯/炭黑(PP/CB)复合材料,在 PP 中添加8份 CB和2份分散剂1时,PP/CB/分散剂1复合材料的体积电阻率从8.25×10~(16) Ω·cm 下降至1.08×10~6 Ω·cm,得到了静电消除材料。分散剂1和2在降低 PP/CB 复合材料体积电阻率的同时,对基体材料的拉伸强度影响不大。扫描电子显微镜分析表明,在 PP/CB 复合材料中,CB 在分散剂1的良好润湿下的分散粒径达到纳米尺度。     

基于双转子连续混炼挤出机的PPS/CF复合材料制备及性能研究

采用双转子连续混炼挤出机并通过熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强聚苯硫醚(PPS)复合材料,并对其微观形貌、动态力学性能、力学性能和导电性能进行了研究,且对相关的影响因素进行了分析。结果表明,适当降低挤出机转子转速、提高CF含量可以改善PPS/CF复合材料的力学性能和导电性能;当转子转速为200r/min时,采用含量为20 % (质量分数,下同)的CF制得的PPS/CF复合材料的冲击强度达到49.94 J/m,体积电阻率达到60.65 Ω·cm,均优于纯PPS。     

EPDM/PP TPV与导电炭黑复合材料导电性的研究

探讨EPDM/PP动态硫化热塑性硫化胶与导电炭黑复合材料导电性的影响因素。结果表明 ,导电炭黑用量(小于 15份 )增大 ,复合材料的体积电阻率显著减小 ,EPDM/PP共混比为 70 /3 0的复合材料减小趋势较缓 ;EPDM/PP共混比从 3 0 /70增大到 5 0 /5 0 ,复合材料的体积电阻率减小 ;EPDM/PP共混比大于 5 0 /5 0后 ,随着共混比增大 ,复合材料的体积电阻率呈增大趋势 ;导电炭黑用量达到 10份后复合材料热老化前后体积电阻率变化不大 ;复合材料具有明显的NTC效应 ,在 180℃的半熔融状态下体积电阻率几乎不变     

线形低密度聚乙烯/碳纤维复合材料的热导率

用模压方式制备了线形低密度聚乙烯(PE-LLD)/CF(CF)复合材料,研究了CF表面偶联剂处理、分散方式及含量对复合材料热导率的影响。结果表明,用偶联剂处理过的CF填充PE-LLD复合材料热导率提高。用超声分散法制备的试样热导率优于球磨混合法和熔融混炼法制备的试样。随着CF含量的增加,PE-LLD/CF复合材料热导率提高,同时保持了良好的力学性能。当CF含量为10 %（质量分数,下同）时,用超声分散法制备的复合材料热导率达1.4 W/(m·K),是纯PE-LLD的6倍多。     

CB含量与混炼时间对CB/PP复合材料性能的影响

采用熔融共混-模压制备炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合材料,用扫描电镜(SEM)观察复合材料内部CB粒子的分布状态,探讨混炼时间、CB体积分数对导电性及力学性能的影响.研究表明,混炼时间对复合材料导电性的影响很大,较短或较长的混炼时间都对导电性不利,最佳混炼时间为15 min.复合材料的体积电阻率、断裂伸长率随着CB体积分数增加而减小,杨氏模量增大;拉伸强度随CB体积分数的增加先上升后下降.CB体积分数为5%～10%时,体积电阻率下降了近10个数量级.     

聚丙烯/膨胀石墨/碳纤维导热复合材料

研究了聚丙烯(PP)/膨胀石墨(EG)/碳纤维(CF)复合材料的导热、力学以及加工性能.研究发现:当膨胀石墨的质量含量达到20％时,热导率是纯聚丙烯的2倍,但熔体流动性能有所下降;添加1％的聚乙烯蜡可以明显改善体系的熔体流动性能;将膨胀石墨与5％的碳纤维杂化使用,热导率达0.91 W·m-1K-1,是纯聚丙烯的5倍,熔体指数达到1.72 g/10 min,同时该复合材料具有较好的力学性能.     

聚丙烯/四针状氧化锌晶须/氧化镁导热绝缘复合材料的制备与性能研究

以聚丙烯(PP)为基体,四针状氧化锌晶须(T-ZnOw)和氧化镁(MgO)为导热填料,通过双螺杆挤出机制备了PP/T-ZnOw /MgO导热绝缘复合材料。在T-ZnOw用量为10 %（质量百分含量,下同）,MgO用量在0～60 %的范围内,考察了MgO用量对复合材料的热导率( )、体积电阻率(ρv)、力学性能和加工性能的影响。结果表明,随着MgO用量的增加,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 增大,ρv减小;材料的拉伸强度和弯曲强度以及熔体流动速率均随着MgO用量的增加而下降,而冲击强度则呈先保持稳定,然后减小的趋势。这一变化趋势在MgO用量 30 %时较为显著。当MgO用量为60 %（33 %,体积分数）时,PP/T-ZnOw /MgO复合材料的 最大,达到0.7563 W/(m·K),比未加MgO时的PP/T-ZnOw复合材料和纯PP的热导率分别提高了108.0 %和210.0 %;此时材料的ρv最小,为9.20×1015 Ω·cm,仍可满足绝缘材料的要求。     

热压成型和注塑成型CF/PP复合材料的力学性能对比

通过热压成型和注塑成型2种不同加工方法制备了碳纤维(CF)/聚丙烯(PP)导电复合材料,对比了2种复合材料的力学性能,结果表明注塑成型的CF/PP具有较高的拉伸强度和弹性模量。结合扫描电子显微镜观察,分析了这2种加工方法对CF/PP复合材料的微观结构和力学性能的影响。     

PP/柠檬酸掺杂聚苯胺抗静电材料

以聚丙烯(PP)为基体,聚苯胺为抗静电剂,通过开炼机混合,平板硫化机压片制备得到一系列PP/聚苯胺抗静电板材(聚苯胺含量:0,2%,4%,6%,8%)。测试PP/聚苯胺材料的体积电阻率和拉伸性能,结果发现2%的聚苯胺使得PP的电阻率降低5个数量级,从10 1 6Ω·cm下降到101 1Ω·cm,同时拉伸性能保持在使用要求范围内。     

四角状氧化锌晶须／聚丙烯复合材料的导电性能研究

采用热压成型工艺制备了氧化锌晶须(T-ZnOW)/聚丙烯(PP)复合材料,研究了晶须用量、不同偶联剂处理对复合材料导电性能、介电性能的影响。研究结果表明,T-ZnOW能有效提高PP树脂的导电性能;随着氧化锌晶须含量的增加,复合材料的体积电阻率迅速下降。当v(T-ZnOW)达到3%时,复合材料电阻率降低到109Ω.cm以下,可以满足一般抗静电材料的要求。     

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。