炭黑改性对炭黑/高密度聚乙烯体系电性能稳定性的影响

采用熔体共混法制备了炭黑（CB）/高密度聚乙烯（HDPE）导电复合材料。研究了硝酸氧化对CB/HDPE导电复合材料正温度系数（PTC）、负温度系数（NTC）效应和电性能稳定性的影响。结果表明,填充氧化炭黑（CB-O）提高了CB-O/HDPE体系的电性能稳定性和PTC强度,部分消除或降低了复合材料的NTC效应。而CB-O/HDPE体系的室温电阻率比CB/HDPE体系只增加了0.3个数量级,但比经过交联处理的CB/HDPE（CB/crosslinked-HDPE）体系降低了1个数量级。CB-O/HDPE复合材料性能的改善主要是由于CB经氧化后,表面羧基、羟基等极性基团含量增加,抑制了CB粒子高温时的自团聚作用,减弱了体系的NTC效应;同时CB表面微晶晶界处导电性较差区域的减少,提高了CB的导电性,,并且CB-O表面大量孔洞和裂缝的形成,增强了CB-O与HDPE的物理吸附作用,提高了复合材料的电性能稳定性。      

HDPE／CB—MWNTs复合材料体系PTC效应

研究了高密度聚乙烯/碳黑-多壁碳纳米管复合材料的正温度系数效应(PTC).结果发现,HDPE/CB-MWNTs复合材料中MWNTs的含量为1%.(质量分数,下同)时复合材料的PTC强度达8.3,室温电阻率仅为1.2Ω·m;而当MWNTs的含量为3%.时复合材料的PTC强度迅速减小到小于3,室温电阻率则变化不大.SEM研究表明导电填料CB或者MWNTs在复合材料中分布均匀.对HDPE/CB-MWNTs复合材料的PTC效应随MWNTs含量的变化原因进行了探讨.     

炭黑结构度对HDPE/CB导电复合材料导电网络形成与破坏的影响

采用熔融混合方法制备高密度聚乙烯/炭黑(HDPE/CB)导电复合材料,比较不同结构度CB填充体系的逾渗曲线和温度-电阻行为,并研究了不同含量、不同结构度CB填充的HDPE的结晶行为。实验结果表明,高结构度CB可使填充体系逾渗值显著下降(本研究中可降低为2.7%);低结构度CB填充体系的正温度系数(PTC)效应强度比高结构度CB填充体系高出约3;降温过程中,温度-电阻率曲线上出现电阻突变峰的强度随着CB结构度的降低而增强;差示扫描量热(DSC)和广角X射线衍射(WAXD)结果显示,CB粒子的加入对HDPE的结晶行为没有显著影响。     

HDPE/CB-GP复合材料体系电性质的研究

当HDPE含量46％（质量分数，以下同）、其它添加剂（如抗氧剂、阻燃剂、交联剂和润滑剂等辅助填料）的含量11％，两种导电填料石墨（GP）和碳黑（CB）的总含量为43％时，研究结果表明石墨含量的变化对HDPE/CB-GP复合材料室温电阻率、阴C强度和后NTC强度有显著的影响．HDPE/CB-GP复合材料中GP的含量〈8．6％时，样品的室温电阻率〈30Ω·m，PTC强度〉7、后NTC强度〈1．3；电阻率．温度曲线经过17次冷热循环后重现性好，复合材料具有实际应用价值；GP在复合材料中为层片状结构。     

HDPE/EVA/CB复合导电材料的研究

研究了HDPE/EVA/CB(炭黑)复合材料的导电性及正温度系数(PTC)特性,包括电阻-温度特性和电流-时间特性.发现在HDPE/CB复合材料中加入少量的EVA能降低室温电阻率、改善炭黑粒子的分散、增强PTC效应以及缩短材料的响应时间,并从基体的结晶性及炭黑在共混基体中分布的角度探讨了EVA组分对复合材料电性能影响的作用机理.     

高温聚合物基PTC复合材料的制备

以聚氯乙烯 (PVC)和炭黑 (CB)为原料 ,加入抗氧剂 10 10 ,通过混合、混炼、模压制备PVC/CB高分子复合高温PTC材料。该复合材料表现出典型的PTC性质 ,并比PE/CB体系有更高的工作温度。研究了该复合材料的热稳定性并讨论了该复合体系组成对PTC性质的影响 ;并从内部网络结构变化分析了其使用次数对稳定使用温度的影响。     

乙烯基酯树脂/石墨双极板复合材料的制备EI北大核心CSCD

以天然鳞片石墨为导电骨料,乙烯基酯树脂为粘接剂,炭黑为添加剂,采用模压成型工艺制备了质子交换膜燃料电池双极板用乙烯基酯树脂/石墨复合材料。研究了树脂含量、成型工艺条件和炭黑含量对复合材料电导率和弯曲强度的影响,采用扫描电子显微镜、差示扫描量热法和热重分析等技术进行分析表征。实验结果表明:随着树脂含量的增加,材料的电导率下降,弯曲强度上升;施压温度对材料性能影响很明显;适当增大模压压力可有效改善材料的电导率和弯曲强度;成型温度和保温时间主要影响树脂的固化度;材料的电导率和弯曲强度随着炭黑含量增加均呈先增后减的趋势;在树脂质量分数为15%,施压温度为100℃,模压压力18 MPa,成型温度160℃,保温10 min,炭黑质量分数为10%的条件下,样品的电导率和弯曲强度分别可达85.7 S/cm和48.4 MPa。     

超声振动对闪光铝颜料填充HDPE复合材料流变行为和性能的影响EI北大核心CSCD

以改进的超声波辅助的转矩流变仪作为聚合物超声处理装备,测量高密度聚乙烯/闪光铝片颜料(HDPE/Al)复合材料的流变行为,并研究超声波强度对HDPE/Al复合材料的流变行为、晶体结构、结晶度和热稳定性的影响。结果表明,超声波能提高HDPE/Al复合材料的流动速率,降低表观剪切黏度与口模压力;超声波强度越大,表观剪切黏度与口模压力的下降越显著,越有利于促进聚合物熔体的流动,当超声波强度为300 W,流变仪转速为5r/min时,表观黏度下降了61%,而口模压力下降了58%;超声处理提高了HDPE/Al复合材料的结晶度并细化了晶体片层的厚度;超声波强度在200W时能够显著提高HDPE/Al复合材料的热稳定性。     

超声振动对闪光铝颜料填充HDPE复合材料流变行为和性能的影响

以改进的超声波辅助的转矩流变仪作为聚合物超声处理装备,测量高密度聚乙烯/闪光铝片颜料(HDPE/Al)复合材料的流变行为,并研究超声波强度对HDPE/Al复合材料的流变行为、晶体结构、结晶度和热稳定性的影响。结果表明,超声波能提高HDPE/Al复合材料的流动速率,降低表观剪切黏度与口模压力;超声波强度越大,表观剪切黏度与口模压力的下降越显著,越有利于促进聚合物熔体的流动,当超声波强度为300 W,流变仪转速为5r/min时,表观黏度下降了61%,而口模压力下降了58%;超声处理提高了HDPE/Al复合材料的结晶度并细化了晶体片层的厚度;超声波强度在200W时能够显著提高HDPE/Al复合材料的热稳定性。     

热模压工艺参数对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度的影响

采用四元二次通用旋转组合设计试验方法,研究了聚乳酸与竹纤维混合比例(PLA/BF)、竹纤维粒径、热模压温度、热模压时间等4个因素对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度(TS)的影响,并采用差示扫描量热仪(DSC)对复合材料进行了热力学表征。结果表明,PLA/BF、热模压温度、热模压时间对复合材料的拉伸强度影响显著,热模压温度与热模压时间存在显著的交互效应。DSC分析显示,PLA/BF、竹纤维粒径、热模压温度/时间工艺参数影响材料中PLA的结晶度(Xm)。本试验条件下的聚乳酸/竹纤维复合材料热模压优化工艺参数为:PLA/BF为90/10,竹纤维过100目标准筛,热压温度160℃,热压时间25min,理论最大TS为66.40MPa。     

双逾渗PTC材料的制备研究

以CB为导电填料,HDPE和PC为聚合物基,采用两种工艺制备HDPE／PC／CB三元复合材料。研究表明CB在单一聚合物HDPE中的逾渗阈值约为20％。母料共混制备的HDPE／PC／CB三元复合材料的PTC行为及重复性优于直接共混制备的试样。在母料共混制备的HDPE／PC／CB三元复合体系中形成了双逾渗行为,当HDPE／PC-40／60时,复合材料具有较好的PTC效应及PTC效应重复性。     

Positive temperature coefficient characteristic and structure of graphite nanofibers reinforced high density polyethylene/carbon black nanocomposites

Graphite nanofibers (GNF) and carbon black (CB) filled high density polyethylene (HDPE) hybrid composites were fabricated using a melt mixing method. The effects of the CB and GNF content on the room temperature resistivity and positive temperature coefficient (PTC) behavior of the nanocomposites were examined. The room temperature resistivity of the composites decreased significantly with increasing GNF content, but this was not always the case with the PTC intensity. The incorporation of a small amount of GNF into the HDPE/CB composites significantly improved the PTC intensity and reproducibility of the hybrid nanocomposites. The maximum PTC effect, whose log intensity was approximately 7.2, was observed in the HDPE/CB/GNF (80/20/0.25 wt%) nanocomposite with relatively low room temperature resistivity. The mechanism for the effects of GNF in HDPE/CB/GNF hybrid composites were examined using differential scanning calorimetry, transmission scanning electron microscopy and X-ray diffraction.     

炭黑填充聚偏氟乙烯复合材料的PTC效应

以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,经与炭黑等混合后挤出成型辐照。研究了两种不同类型导电炭黑（CB）对复合物导电性和正电阻温度系数（PTC）的影响,辐射剂量对PTC性能的影响,以及HDPE/PVDF配比对复合物PTC性能的影响。通过CB在HDPE/PVDF中配比不同时分布的扫描电镜（SEM）观测,随着PVDF含量的增加,C...     

Effect of Polyaniline Functionalized Carbon Nanotubes Addition on the Positive Temperature Coefficient Behavior of Carbon Black/High-Density Polyethylene Nanocomposites

The influence of addition of polyaniline functionalized multiwalled carbon nanotubes (PANI-MWNTs) on the positive temperature coefficient (PTC) characteristics of carbon black (CB) filled high-density polyethylene (HDPE) nanocomposite materials have been studied. Polymer nanocomposites were prepared by the combined solution and melt-mixing process. The experimental results showed that the PTC intensity and maximum resistivity of the hybrid nanocomposites were obviously influenced by the polyaniline functionalization of multiwalled carbon nanotubes (MWNTs). A noticeable PTC of resistivity was observed for PANI-MWNTs/CB/HDPE hybrid nanocomposites near the melting point of HDPE. This is due to the significant volume expansion near the melting point of the HDPE in presence of hybrid fillers and a sudden increase of the resistivity due to the disconnection of the conductive paths. The PTC effect of CB/HDPE composites can be effectively modified by the addition of PANI-MWNTs.     

多壁碳纳米管增强炭黑/聚丙烯导电复合材料导电行为

为了充分利用不同导电粒子的导电作用,在炭黑(CB)/聚丙烯(PP)导电复合体系中引入了多壁碳纳米管(CNTs)。研究发现：引入的CNTs分散在CB粒子间起到“桥梁”作用,使体系的导电性能得到明显改善,并且CB∶CNTs为19∶1时其协同导电效果最好,该复合体系出现逾渗现象,对应的导电填料体积分数明显降低。在导电填料总体积分数为4.76%时,少量CNTs的引入就可使复合体系的体积电阻率从109Ω·cm下降到105Ω·cm;同时少量的CNTs能明显抑制炭黑/聚丙烯导电复合材料的正温度效应(PTC),使PTC强度从6.10降低到1.48,PTC转变峰温度从166℃升高到174℃。少量的 CNTs可以使PP的结晶温度提高12℃,对PP结晶的成核作用比CB更加明显。复合体系力学性能随导电填料体积分数增加而明显降低,但因为体积电阻率一定时CB-CNTs/PP体系所需导电填料体积分数较CB/PP体系明显降低,因此少量CNTs的引入能够使复合体系的力学性能得到更大程度的保持。     

DOP对高密度聚乙烯/石墨复合材料PTC特性及力学性能的影响

以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为石墨填充高密度聚乙烯（HDPE）复合体系的增塑剂，借助SEC和弯曲实验等手段研究了增塑剂的引入对HDPE/石墨导电复合体系的结晶行为、石墨聚集态结构及PTC特性、力学性能的影响．结果表明，少量增塑剂的引入可以使得基体的微晶尺寸变小，从而改善了导电复合物的PTC特性，提高了材料的力学性能。     

成核剂对聚乙烯/炭黑复合物的形态及PTC特性的影响

借助 WAXD、SAXS、DSC等手段研究了成核剂的引入对聚乙烯 /炭黑导电复合体系的结晶行为、聚集态结构的大尺寸效应及 PTC特性的影响。结果表明 ,成核剂的引入对结晶度的影响不大 ,但却使得基体的微晶尺寸、长周期等变小 ;从而改善了导电复合物的 PTC特性 ,提高了材料的开关性能 ,并改善了阻 -温曲线的重复稳定性。