混杂碳质填料对聚丙烯流变性能的影响

为研究多种碳质填料混杂对聚丙烯(PP)流变性能的影响,采用熔融共混法制备了聚丙烯(PP)/石墨烯(GNP)/碳纳米管(CNT)/炭黑(CB)复合材料,采用旋转流变仪研究了复合材料的流变行为。结果表明,加入的碳质填料,显著提高了复合材料的储能模量(G')、损耗模量(G″)以及复数黏度(η*)。在相同含量下,PP/CNT复合材料流变逾渗值最小,其次是PP/CB,最后是PP/GNP。当CNT含量超过0.5%时,PP/GNP/CNT复合材料出现了模量平台;当CB含量超过3%时,PP/GNP/CB复合材料出现模量平台;CNT与CB的协同作用最佳,CNT和CB的加入有利于GNP的分散;GNP与少量的CNT和CB共混能使G'、G″以及η*得到明显提高,同时,能够大幅减小流变逾渗值;纯PP以及PP/GNP复合材料的损耗因子随频率的增加而下降,PP/CNT、PP/CB、PP/GNP/CNT/CB复合材料损耗因子随频率增加呈先升高后下降的趋势。     

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。     

碳系填充环氧树脂复合材料导电性能研究进展

以逾渗理论、隧道效应理论和场致发射效应理论为例分析介绍了填充复合型导电高分子材料的导电机理;以炭黑、碳纳米管、石墨烯填充环氧树脂复合材料为例,综述了影响复合材料导电性能的主要因素,并重点介绍了相关研究人员在改善碳系材料分散性、降低复合材料渗流阙值等方面的研究进展。     

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。     

NBR／SBS复合材料的导电性能

用炭黑填充ＮＢＲ／ＳＢＳ制备导电复合材料。研究了复合材料的电阻率随温度变化的特性讨论了炭黑填充率,炭黑性质以及ＳＢＳ对复合材料电阻率－温度特性的影响。     

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。     

导电填料对电缆附件半导电屏蔽料性能的影响

采用熔融共混及热压交联的方法制备了新型附件半导电屏蔽材料三元乙丙橡胶(EPDM)/碳黑(CB)-石墨烯(GNS)和三元乙丙橡胶(EPDM)/碳黑(CB)-超导电炭黑(360G)。研究结果表明:加入GNS和360G都能显著提升复合材料的电学性能,且加入360G的效果更佳;与此同时,360G的加入还可以提高复合材料的力学性能。当炭黑和360G的添加量分别为15%和10%时,复合材料的体积电阻率仅为80Ω·cm,拉伸强度为15. 5 MPa,断裂伸长率为330. 3%,压缩永久变形为13%,这些性能均达到GB/T18890. 3的要求。     

PS／炭黑复合材料导电性能的研究

本文通过炭黑（简称ＣＢ）用量、加工工艺、温度对ＰＳ／ＣＢ复合材料导电性能影响的探讨、复合导电材料亚微观结构的观察，研究了ＰＳ／ＣＢ复合材料的导电性能。结果表明，随着ＣＢ含量的增加，材料的电阻率呈非线性下降，当ＣＢ的质量分数在１０％～４０％的范围内时，电阻率下降明显，在此含量范围以后，体积电阻率变化不大；材料的导电性能与加工工艺有关，溶剂法的导电性能比混炼法好；电阻率随温度的升高均有上升的趋势。由复合材料的亚微观结构表明，随着ＣＢ含量的增加，ＣＢ由分散的单个颗粒逐渐连结在一起，最后与ＰＳ形成了一种相互交错式的结构     

导电填料结构对氯化丁基橡胶基压电阻尼复合材料性能的影响

以氯化丁基橡胶(CIIR)作为基质材料、锆钛酸铅(PZT)为压电填料,分别以碳纳米管(CNTs)和导电炭黑(CB)作为导电填料,通过机械共混法制备了CNTs/PZT/CIIR和CB/PZT/CIIR两种压电阻尼复合材料。采用扫描电镜考察了导电填料在基质中的分散状况及其与基质的相容性,通过动态热机械分析和弹性体测试系统的测试探讨了导电填料的结构对复合材料压电阻尼性能的影响规律。结果表明,与CB相比,CNTs在基质中出现了严重的团聚,这导致其所制备复合材料的拉伸强度未达到预期效果。用量相同时,添加了CNTs复合材料的损耗因子峰值要小于填充CB者,但是其阻尼系数较大;随着导电填料用量的增加,两种复合材料的损耗因子峰值均呈下降趋势,而阻尼系数先略微减小然后增大。     

碳系导电油墨填料的研究进展

导电油墨起源于导电涂料,印刷电子行业的兴起产生了对导电油墨的研发需求。本文综述了碳系导电油墨填料的研究现状、导电机理、应用前景及其发展方向。首先概述了传统碳系导电油墨填料(石墨、炭黑、碳纤维及其混合物)以及新型碳系导电油墨填料(碳纳米管、石墨烯)的研究进展,重点分析了传统碳系填料的研究方向及手段,解释了新型碳系填料应用于导电油墨的优越性。然后从宏观和微观层面概述了当前主流的几种导电机理的基本原理和适用范围,并指出了目前对油墨导电性能的研究只能定性分析而不能定量描述的局限性。最后,重点介绍了两种新型碳系导电油墨填料的最新研究进展和应用方向,特别指出了当前对碳纳米管和石墨烯填料的研究亟需解决的问题,总结了二者今后的研究重点和研究趋势。     

聚丙烯导电复合材料的增韧改性研究

分别采用热塑性聚烯烃弹性体(POE)和马来酸酐接枝物(PE-g-MAH)对聚丙烯(PP)导电复合材料进行增韧改性,研究了它们对聚丙烯导电复合材料力学性能、流动性能、热性能及导电性能的影响,并对它们作了简单比较。结果表明:POE的增韧效果好于PE-g-MAH的,POE的加入使复合材料的冲击强度明显改善;两种增韧剂的加入均使复合材料的热变形温度降低,且对材料的导电性能影响不大;POE的加入改善了复合体系的流动性,而PE-g-MAH的加入使复合体系的流动性变差。     

碳系复合导电浆料的制备及其性能研究

本文研究导电浆料各组成部分对导电碳浆性能的影响,以确定最佳选择与用量。采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为分散降粘剂,羧甲基纤维素钠(CMC)替代传统树脂作为粘结剂,并通过公司自产的石墨烯和碳纳米管作为导电填料,有效结合与利用石墨烯与碳纳米管良好导电优势,制备了高导电的碳系复合导电浆料。并对导电浆料进行导电性能、微观形貌SEM表征分析其导电机理,以及将其制作成电加热膜应用于电加热领域进行热学性能测试。研究结果表明,采用羟甲基纤维素钠为粘结剂,以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂,以石墨烯/碳纳米管复配为导电填料制得的碳系复合导电浆料电阻率低至0.009Ω·cm,且其与基材附着力好,非常适合运用于加热膜领域。将它制作成电加热膜后,表现出了极佳的应用效果,通过电压调节,加热膜表面温度具有可控性且可调节发热温度范围广,并具有升温速率极快的优势,实验测试结果显示,在电压为11 V通电60 s内温度就能快速升至稳定温度110.3℃左右。     

高结构导电炭黑填充硅橡胶复合材料的性能

研究了导电炭黑（ＨＧ－ＣＢ）的高结构对乙烯基甲基硅橡胶（ＶＭＱ－１１０）复合材料电性能和机构性能的影响。由ＴＥＭ观察看出,随ＨＧ－ＣＢ用量增加,其在硫化胶中形成的导电网络逐渐完善,用量达１９份（质量份,下同）时已形成完整的导电网络,导电机理可用电子隧道效应来解释,同时随ＨＧ－ＣＢ填充量增加,复合材料的拉伸强度、硬度增大,但对ＶＭＱ－１１０的硫化有影响。欠硫现象严重,ＨＧ－ＣＢ的用量一般控制在１０～１５份,所得硅橡胶复合材料具有较佳的电性能和机械性能。     

碳基聚丙烯导电复合材料的制备及性能研究

采用两步分散方法,即依次通过粉体预混和熔融共混两步法制备了碳基聚丙烯(PP)导电复合材料,利用不同的表征手段研究了碳基材料用量对PP复合材料性能的影响。结果表明:片状膨胀石墨(EG)和纤维状多壁碳纳米管(MWCNTs)在PP体系中形成了完整而稳定的导电网络,而且分散均匀,致使PP的拉伸强度和断裂伸长率明显提高,在EG/MWCNTs=0.1:0.1时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率达到最大。复合碳基材料的加入,影响了PP的结晶行为,改善了PP复合材料的耐热性能,显著提高了PP复合材料的导电性能,其逾渗阈值在EG/MWCNTs为0.1:0.1到0.5:0.5之间。     

炭黑预处理对炭黑／HDPE导电复合材料性能的影响

通过用四种有代表性的处理剂对炭黑进行预处理，研究了处理后炭黑填充的HDPE复合材料的电性能、力学性能和流变性能。发现四种处理剂对复合材料的性能均有一定的改善。但也表现出各自的差异，在导电性能上表现的差异更为明显，如经钛酸酯偶联剂和硬脂酸处理的炭黑，在炭黑含量为15%时，可使复合材料的电阻率降低1-2个数量级。为此笔者分析了上述结果的原因。     

PA 12导电复合材料的结构与性能

采用熔融共混的方法制备了炭黑含量不同的聚酰胺(PA)12导电复合材料,研究了复合材料的导电性能、结构以及炭黑的分散状况。复合材料的体积电阻率随炭黑含量的增加而显著降低,导电炭黑的逾渗阈值低于15%。炭黑具有异相成核的作用,可提高PA 12初始结晶温度。复合材料的储能模量随炭黑含量增加而升高,炭黑对PA 12的分子运动有明显的阻碍作用,使复合材料的玻璃化转变温度移向高温方向。炭黑在PA 12基体中分散较均匀,随炭黑含量增加,炭黑颗粒间距减小,使PA 12复合材料具有良好的导电性能,体积电阻率最低为1×105Ω.cm。     

聚烯烃类弹性体导电复合材料的制备与性能研究

将炭黑(CB)和碳纤维(CF)导电粒子加入到新型聚丙烯弹性体(Vistamaxx)与聚丙烯(PP)基体树脂中,共混制备导电复合材料。通过体积电阻率测试、力学性能测试和加工流变性能测试,得到了体积电阻率最低为0.47Ω.cm,拉伸强度为6.6 MPa,断裂伸长率为250%,具有良好加工性能的导电复合材料。     

增韧聚丙烯导电纳米复合材料研究

以碳纳米管(CNT)作为导电组分,以乙烯-辛烯共聚物(POE)作为增韧剂,通过熔融复合制备PP/POE/CNT三组分纳米复合材料,研究微观结构与电导率和缺口冲击强度的关系.实验结果表明:PP/CNT两组分纳米复合材料由电绝缘体向丰导体的逾渗转变发生在CNT质量含量为2～3%时.POE的加入延迟了纳米复合材料的逾渗转变,这说明POE的存在延缓了纳米复合材料中导电通路的形成.重要的是,30%POE赋予了导电纳米复合材料超高韧性.     

SBS/导电炭黑复合材料的导电性能研究

导电高分子复合材料是高聚物与导电填料共混制成的功能性材料。导电炭黑由于具有分散性好、可赋予高聚物较好的导电性能而广泛用作导电填料。本工作探讨导电炭黑和混炼工艺条件对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）／导电炭黑复合材料导电性能的影响。