支座用石墨烯/导电炭黑橡胶材料的制备与性能

以石墨烯和特制导电炭黑为功能填料,溴化丁基橡胶(BIIR)为基胶,制备出阻尼性能较好的导电橡胶材料.针对石墨烯/导电炭黑10种不同的组分,开展了力学性能、动态力学性能与电阻率测试实验,探究了加入石墨烯与导电炭黑对BIIR性能的影响规律.结果表明,导电炭黑对BIIR材料有补强效果,石墨烯/导电炭黑协同并用可以有效提高BIIR的阻尼性能与导电性能.在每100 g总胶料中添加40 g导电炭黑时,BIIR/导电炭黑复合材料的拉伸强度与撕裂强度分别达到20.28 MPa和45.66 kN/m.当导电炭黑和石墨烯并用组分的质量比为40∶10时,BIIR/导电炭黑/石墨烯复合橡胶材料最大损耗因子提升至0.5,电阻率为3 646Ω·cm.复合材料的导电炭黑和石墨烯组分最优质量比为40∶5.制备得到的新型复合材料具有较好的力学性能、阻尼性能与导电性能,可为隔震支座用高阻尼导电橡胶的制备提供参考.

导电炭黑材料在聚氯乙烯管材生产中的应用

该文探讨国产导电炭黑在煤矿井下用聚氯乙烯管材生产工艺中的关键实验步骤和参数。实验分为试片试验和生产试验2部分。试片试验使用X(S)K-400型开炼机、YXE-100T型平板硫化机和ZC-90高绝缘电阻测量仪进行,以评估导电炭黑对管材导电性的影响。实验结果表明导电炭黑符合标准要求。生产试验则使用高速搅拌机、冷却搅拌机、双螺杆挤出机和电阻测量仪,确保管材的导电性、物理性能和稳定性。实验还涵盖所使用的聚氯乙烯树脂和其他实验相关助剂,如抗冲改性剂、加工助剂、稳定剂、润滑剂和填充剂,它们对管材性能的调整至关重要。

商用导电炭黑的结构及其填充胶料的性能对比

对比研究了3种典型的商用导电炭黑物理性能参数、结构形貌以及填充胶料的性能。结果表明,RE001炭黑的比表面积最大、结构度最高,且表面最为粗糙,其对应填充胶料的体积电阻率最小,导电性最好;RE003填充胶料的硫化速率较快,力学性能最佳,RE001次之。综合判断,比表面积、结构度对炭黑导电性的影响占据主导地位,而表面极性基团的数量对炭黑填充胶料的硫化性能、综合力学性能有重要影响。

导电炭黑和热处理对Al-Bi复合材料产氢性能的影响

采用机械球磨法制备Al-Bi-CB复合材料,研究了导电炭黑和热处理对Al-Bi复合材料产氢性能的影响,用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了复合材料的组织形貌和物相结构。实验结果表明,当导电炭黑含量为5%时,复合材料的产氢性能最佳。在30℃时,1 g Al-3%Bi-5%CB复合材料5 min产生865 mL氢气,最大产氢速率达到107.15 mL·s^(-1)。导电炭黑细化铝粉体颗粒、提高Al-Bi复合材料的导电性以及与水接触时导电炭黑能迅速从复合材料表面剥落是其提高Al-Bi复合材料产氢量和产氢速率的主要原因。球磨Al-Bi-CB粉体材料经热处理后,在30 min内,1 g Al-3%Bi-1%CB材料的最大产氢量从220 mL增至840 mL,热处理后嵌入Al中的Bi重新熔化与再结晶而覆盖在Al表面形成活性位点是提高复合材料产氢性能的主要原因。

石墨烯与导电炭黑Super-P复合导电剂对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)锂离子电池性能的影响

主要以石墨烯(Gen)、导电炭黑Super-P(SP)以及复合导电剂石墨烯/导电炭黑(Gen/SP)为研究对象,将LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_(2)作为正极材料,通过制备浆料、涂布、卷绕等工艺,分别制备了单一导电剂SP、Gen,以及不同质量比复合导电剂Gen/SP的软包电池。采用XRD、SEM和恒流充放电等测试手段,研究了不同含量的导电剂与正极颗粒的复合情况,以及对电池性能的影响。结果表明,复合导电剂含量为1.0%时,电池性能最优;复合导电剂含量为0.5%时,电池性能最差。复合导电剂的电池性能优于单一导电剂,含量为1.0%的复合导电剂Gen/SP(5∶5,w/w)制备的软包电池性能最优,0.1 C首次放电比容量为160.38 mAh/g,0.5 C循环100次后容量保有率为97.3%。

导电炭黑/硅橡胶复合材料的电阻-应变响应特性

导电聚合物复合材料(CPCs)在隔震支座的应变监测具有广阔的应用前景。本工作采用机械共混法制备了导电炭黑(CB)/甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)复合材料,通过场发扫描电镜(SEM)分析,发现适量的CB能够均匀分散在VMQ中,形成三维隧穿导电网络,复合材料的渗流阈值为7.51wt%,传感范围大于150%,灵敏度GF大于2.87,在不同应变下多次循环中具有稳定的电阻-应变响应信号,特别是在5 000次循环中展现出优异的电阻信号稳定性,同时克服了电阻-应变响应信号中的肩峰现象。通过隧道效应理论模型分析,解释了复合材料的电阻-应变响应机理。该复合材料具有对大变形下隔震支座的应变监测的潜力。

液氮冷冻-真空解冻预处理木质素制备导电炭及其性能

为了提高工业废弃生物质的附加值和进一步改善木质素高温热解炭的导电性能,笔者通过简单的液氮冷冻-真空解冻预处理结合高温碳化的方法将玉米秸秆中提取的酶解木质素制备成具有更高导电性能的木质素导电炭材料(PLC)。通过电阻率测试探究了不同碳化温度、碳化保温时间以及预处理时间对导电炭电阻率的影响,同时采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和拉曼光谱等测试手段对不同碳化保温时间下炭材料的石墨化程度以及导电性能进行了评价。结果表明:经过预处理后的木质素能够在高温条件下热解碳化形成石墨化程度更高、导电性更好的炭材料,在热解温度为1000℃、碳化时间为1 h时,PLC电阻率就能达到0.112Ω·cm。同时,PLC均为过渡态炭且含有少量氮元素,在高温条件下随着碳化保温时间增加,其无定形结构增加,有序性减小,导电性能和炭产率同步降低。因此,PLC能够充分地节省时间成本,从而提高工作效率。

导电炭黑填充PP-EAA复合材料的形态及电性能

以聚丙烯（PP）和乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）的共混物为基体材料，以导电炭黑为填料，通过熔融共混的方法制备了导电复合材料。探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及聚丙烯结晶度对复合体系导电性能的影响。扫描电镜测试结果表明，在共混物中炭黑粒子选择性分散在极性EAA树脂中，同时EAA树脂在聚丙烯基体中形成连续网络结构，从而显著降低了复合体系的渗滤阈值。电性能测试结果表明，材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对于单基体体系有7～8个数量级的降低，并且结晶度较高的PP更有利于降低复合体系的体积电阻率。此外，炭黑／PP—EAA复合材料的拉伸强度相对于炭黑／PP体系有所下降，而断裂伸长率有所提高。

导电炭黑在聚丙烯/极性聚合物体系中的选择性分散及其对导电性能的影响

以聚丙烯（PP）和极性聚合物的共混物为基体材料，以导电炭黑为填料，通过熔融共混制备导电复合材料。探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及双基体各组分比例对复合体系结构形态和导电性能的影响。SEM测试结果表明：炭黑粒子选择性地分散在极性乙烯一丙烯酸共聚物（EAA）树脂或尼龙6（PA6）中。EAA相在PP基体中呈棒状伸长结构，且随着EAA树脂含量的增大，在PP基体中形成更多更为连续的棒状伸长结构，使体积电阻率迅速下降。当在体系中加入PA6，mpp／mpa6=80／20时，PA6在PP基体中形成相互连接的纤维状分散结构，显著降低了复合体系的体积电阻率。电性能测试结果表明：材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对单基体体系可降低3～7个数量级。

聚酰亚胺/导电炭黑抗静电复合薄膜的性能研究

采用原位聚合法制备了聚酰亚胺/导电炭黑(PI/ECB)抗静电复合薄膜,并探讨了复合薄膜的结构、微观形貌以及导电炭黑用量对其表面电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明:复合薄膜亚胺化完全,热性能得到提高;炭黑的质量分数为4%时,复合薄膜表面电阻率的数量级为108,达到抗静电的最佳要求。

纳米导电纤维与导电炭黑填充PVC复合材料的电性能研究

对纳米导电纤维 (nano- F)及导电炭黑 (HG- CB)填充 PVC复合材料的电性能进行了研究 ,当 nano-F和 HG- CB的填充量分别为 2 0、10份时 ,复合材料的电阻率急剧下降 ,其用量继续增加 ,材料电阻率变化不大。nano- F填充复合材料在 2 0～ 12 0℃范围内电阻率基本不变 ,具有高的电阻稳定性 ;HG- CB填充复合材料在 2 0～ 60℃范围内随温度升高电阻率逐渐增大 ,之后随温度继续升高电阻率开始下降。nano-F填充复合材料的伏安特性在不同温度下为欧姆线性关系 ,而 HG- CB填充复合材料的伏安特性比较复杂。

等离子体热解焦油制备导电炭黑

用电弧产生的Ar、N2 或空气等离子体热解乙烯焦油制备炭黑 ,检测了所产生的炭黑的物化性能 .X射线衍射和高分辨率透射电镜分析了样品的微观结构 .与乙炔炭黑进行比较 ,这种方法产生的炭黑在微观结构、导电性能、盐酸吸液量、吸油值等方面具有类似乙炔炭黑的性质 .还初步分析了炭黑物化性能、结构之间的关系以及工艺条件对它们的影响 .等离子体制备导电炭黑的电能消耗为每升原料油 1～ 2kWh,在高功率下炭黑样品为纳米石墨粉 .

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械性能的影响。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。

导电炭黑/磁性氧化物复合吸波剂的制备与表征

分别选用Fe3O4、Co2O3和NiO粉末与导电炭黑(V7-CB)复配,制得了3类复合吸波剂。对3类产物的吸波性能进行了综合研究,结果表明,在所选用的3种磁性氧化物中,Fe3O4是改善V7-CB吸波性能的最佳材料。在此基础上,进一步研究了复合工艺对V7-CB/Fe3O4复合吸波剂的物相组成、微观形貌和吸波性能的影响,结果表明,与手工复合工艺相比,球磨复合工艺可显著提升Fe3O4与V7-CB的复合均匀性及复合产物的吸波效能。

共混比对导电炭黑/天然橡胶/环氧化天然橡胶复合材料电磁性能的影响

采用机械共混法制备了导电炭黑(CCB)填充天然橡胶(NR)/环氧化天然橡胶(ENR)复合材料,研究了NR/ENR共混比对复合材料微观形貌和电磁性能的影响。扫描电镜结果表明,相比于纯的NR和ENR,CCB在NR/ENR中能形成更优的填料网络结构。随着共混胶中NR含量的增大,复合材料的电磁性能先增强后减弱;当NR/ENR比例为70∶30时,复合材料导电率、介电损耗因子、C波段吸波性能达到最值,分别为0.34S/m,0.31和-23.15dB;共混比对复合材料力学性能影响不大,能够满足复合材料在相关领域的应用需求。

纳米导电纤维与导电炭黑并用填充硅橡胶胶料的流变性能

考察了纳米导电纤维（ＮａｎｏＦ）／导电炭黑填充硅橡胶胶料的流变性能。结果表明，在低剪切速率下，ＮａｎｏＦ的各向异性增加了硅橡胶分子链缠结点，阻碍其在流场中的取向，提高了胶料的表观粘度；在高剪切速率下，ＮａｎｏＦ的取向有助于硅橡胶分子链的取向运动，可降低胶料的表观粘度，改善胶料的加工性能。

导电炭黑/聚酯复合材料的性能

为探讨导电纤维的纺丝工艺,通过差示扫描量热分析、热重分析、电阻仪、流变仪等对聚酯及导电炭黑填充聚酯复合材料的性能进行表征和测试。结果表明:随着炭黑质量分数的增加,炭黑/聚酯复合材料的玻璃化温度和熔点稍有降低,但结晶温度下降显著,复合材料的热稳定性提高,导电复合材料的表面电阻值趋于饱和;导电复合材料的导电性与炭黑粒子在载体中的分散状态有关,导电复合材料的纺丝成形性能随着炭黑质量分数的增加变得越来越差。

导电炭黑填充室温硫化硅橡胶的屏蔽性能

研究了导电炭黑及镍粉等导电填料填充室温硫化(RTV)硅橡胶的电阻率及屏蔽值随填料配比、拉力的变化特性。结果表明,在低阻值情况下可用Schelkunoff理论较好地描述其屏蔽效果,且屏蔽值随着电阻值的变化产生了类似于渗滤现象的突变;在102Ω·cm以下随着电阻率的降低,屏蔽效果迅速增加。同时根据隧道导电理论推导了电阻值随拉力的变化关系,该关系式可近似用二次多项式表示,并对实验结果进行很好地拟合。

超声功率对导电炭黑填充PA 66/PPO共混物性能的影响

在熔融挤出过程中,对导电炭黑填充聚酰胺(PA)66/聚苯醚(PPO)共混物施加一定超声,研究了超声功率对PA 66/PPO共混物力学性能、结晶性能、导电性能及微观形貌的影响。结果表明:超声作用下,共混物的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和悬臂梁缺口冲击强度分别提高13.0%,10.4%,7.0%,11.8%;超声作用利于导电炭黑在聚合物基体中的分散;导电炭黑的分散性提高,结晶成核作用增强,PA 66的结晶温度提高;导电炭黑分散性提高有利于使共混物的导电性能提高,表面电阻率和体积电阻率分别提高了92.9%和96.3%。

硬质聚氯乙烯/空壳结构导电炭黑复合抗静电材料的研制

用透射电镜 (TEM )和扫描电镜 (SEM )考察了空壳结构导电炭黑 (CB1)及实芯结构导电炭黑 (CB2 )、(CB3)对硬质聚氯乙烯 (PVC U )抗静电性能的影响 ,并对CB1表面处理剂及PVC U/CB1增韧体系进行了研究。结果表明 :采用 5～ 7质量份经表面处理的空壳结构CB1与硬质聚氯乙烯复合可使材料的表面电阻 (RS)小于 3× 10 8Ω ,再辅以阻燃和增韧体系 ,可得到综合性能优良的阻燃、抗静电PVC