炭黑-环氧树脂导电复合材料力-电性能研究

研究了填充炭黑的环氧树脂即导电复合材料的导电机理,不同炭黑掺量复合材料在一次加载及反复加卸载下的压阻效应.结果表明,炭黑掺量为20%试件的压阻效应明显且稳定;各掺量试件卸载后均存在较大的残余电阻,经多次加卸载后,电阻变化率逐渐减小并趋于一不变值;卸载后电阻的恢复率不断增加,最终可完全恢复.

炭黑/环氧树脂复合材料导电行为的研究

分别采用不同的混合分散方法制备炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料(CB牌号为F101、XE2,EP牌号为E-54、E-51和E-44),研究了制备工艺、CB用量和CB结构等对复合材料导电性能的影响。结果表明:不同方法制得的复合材料体积电阻率的大小依次为机械混炼法>离心混合法>超声分散法;CB/EP复合材料的导电性能随CB用量增加而显著提高,并且F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系均表现出明显的导电渗流行为;CB结构对复合材料的导电性能影响较大,F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系的导电渗流阈值分别为3.85%、0.47%。

纳米炭黑/环氧树脂复合材料的研究

利用填充混合法,选用不同添加量的纳米炭黑N220制备了炭黑(CB)/环氧树脂(EP)复合材料。利用X射线衍射(XRay)、透射电镜(TEM),研究了N220炭黑在环氧树脂复合材料中的分散状态;利用扫描电镜(SEM)对N220/EP复合材料的拉伸断口的形貌进行了观察。结果表明,N220炭黑通过偶联剂(KH550)的作用,可与环氧树脂形成良好的界面;N220炭黑在环氧树脂中主要以炭黑粒子以及聚集体的形态均匀分散,并有可能与环氧树脂固化时形成剥离结构;N220炭黑的加入,使材料的力学性能和耐热性均有很大的提高,材料的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和弯曲强度在N220的加入量为2%时均达到极大值82MPa、3%、20kJ/m2、107MPa,与纯环氧树脂相比,分别提高了32.3%、39.6%、88.7%、10.3%。

不同直径炭黑环氧树脂基复合材料力电性能及其机理

通过实验研究了喷雾炭黑、N762炭黑、特导电炭黑和N326炭黑环氧树脂基复合材料的力电特性、伏安特性及电场作用前后电阻变化,以及炭黑掺量对其上述性能的影响。试验结果表明,炭黑直径和掺量对炭黑环氧树脂基复合材料的力电特性、伏安特性和电阻特性具有较大的影响。掺加质量分数为35%-52.5%,直径123 nm喷雾炭黑的环氧树脂基复合材料具有很好的力电性能,电压和电流关系符合伏安特性,施加电场前后电阻没有明显变化;掺33 nm特导电炭黑和30 nm N326炭黑的环氧树脂基复合材料的力电变化没有明显的规律,电压和电流关系不符合伏安特性,施加电场后其电阻大幅度降低;掺84 nm N762炭黑和26.25%质量分数的喷雾炭黑的环氧树脂基复合材料力电变化具有规律性,但不稳定,电压电流关系不符合伏安特性,施加电场后其电阻降低,但下降的幅度不大。在实验研究的基础上,建立了炭黑环氧树脂基复合材料电路模型,揭示了电击穿是施加电场前后炭黑环氧树脂复合材料电阻发生明显变化的机理,最后,通过分析炭黑间环氧树脂间隙层的变形,解释了炭黑环氧树脂基复合材料的力电特性变化规律。

炭黑/环氧树脂复合材料阻温特性研究

分别以低结构炭黑(F101)和高结构导电炭黑(XE2)作为导电填料,不同牌号(E-54,E-51和E-44)的环氧树脂(EP)作为基体树脂,采用超声分散溶液混合法制备了炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料。研究了CB结构、CB含量和EP基体等对复合材料正温度因数(PTC)效应的影响。结果表明:F101/EP复合材料具有明显的PTC效应,而XE2/EP复合材料的PTC效应较弱;F101/EP复合材料的PTC强度随F101含量增加而增大,这与传统热塑性基复合导电高分子材料相反;以E-54为基体的复合材料具有较高的PTC强度,而以E-44为基体的复合材料具有相对较低的PTC强度。

固化剂对炭黑/环氧树脂导电复合材料阻温特性的影响

分别以2-乙基-4-甲基咪唑(2,4-EMI)和甲基四氢邻苯二甲酸酐(MeTHPA)为固化剂,低结构炭黑(F101CB)为导电填料,环氧树脂(E-54)为基体,采用超声分散溶液混合法制备了F101/E-54/2,4-EMI和F101/E-54/MeTHPA复合材料。通过电阻-温度特性测试和差示扫描量热(DSC)法分别对其电性能和玻璃化温度进行了表征与分析。结果表明,以2,4-EMI和MeTHPA为固化剂的F101/E-54复合材料都具有PTC效应,F101/E-54/2,4-EMI复合材料具有较大的室温电阻率和PTC转变温度,较小的PTC强度;101/E-54/2,4-EMI复合材料的玻璃化温度Tg为161.7℃,与其PTC转变温度160.4℃接近,F101/E-54/MeTHPA复合材料的玻璃化温度Tg为133.5℃,与其PTC转变温度134.1℃接近;多次热循环使F101/E-54复合材料的PTC稳定性得到改善,以2,4-EMI为固化剂的复合材料体系表现得尤为明显。

炭黑/环氧树脂复合材料的电性能研究进展

介绍了炭黑/环氧树脂(EP)复合材料的制备工艺,讨论了炭黑/EP复合材料导电性能的影响因素,评述了炭黑/EP复合材料电阻正温度系数效应的机理解释和研究进展,展望了这一类材料的研究重点和发展前景。

双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维/炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明:随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6%时,在13.6 GHz处反射衰减峰值可达-20.6 dB,≤-10 dB的有效带宽为3.6 GHz。当炭黑含量为8%时,双反射衰减峰分别在10.6 GHz和7.8 GHz,峰值分别为-17.0 dB和-14.9 dB,≤-10 dB的有效带宽为6.7 GHz。

脲醛树脂/黄原胶-炭黑复合材料的研究

以AA(丙烯酸)、NMBA(N,N’-亚甲基双丙烯酰胺)、XTG(黄原胶)和CB(炭黑)为主要原料,甘油/山梨醇混合液为保湿剂[V(甘油)∶V(山梨醇)=3∶2],采用水溶液聚合法合成了XTG-CB高吸水性树脂;然后以此为UF(脲醛树脂)的改性剂、DCP(过氧化二异丙苯)为引发剂,采用溶液插层法制备了UF/XTG-CB复合材料,并对其工艺条件进行了优化。研究结果表明:引入XTG-CB高吸水性树脂后,UF的耐水性明显提升,相应UF/XTG-CB复合材料的整体稳定性良好;当w(保湿剂)=4%(相对于复合材料总质量而言)时,XTGCB吸水性树脂的吸水倍率相对最大;当w(DCP)=1.0%(相对于复合材料总质量而言)、加热温度90℃、震荡时间4 h和烘干温度70℃时,UF/XTG-CB复合材料的综合性能相对最佳。

炭黑－环氧树脂导电复合材料的研究

本文研究了炭黑－环氧树脂复合材料的制备工艺及炭黑填充率对材料电阻率的影响。实验结果表明，加入表面活性剂，明显改善了炭黑在环氧树脂中分布的均匀性。炭黑－环氧树脂材料具有明显的渗流效应，正温度系数效应即ＰＴＣ效应，非线性伏安特性和电磁波屏蔽效应。

基于炭黑环氧树脂基复合材料涂层的钢筋应变测量方法研究

用纳米炭黑环氧树脂复合材料对钢筋表面处理,力学性能试验表明,复合材料的电阻变化率与钢筋的应变之间有较好的对应关系。在钢筋未屈服之前,电阻相对变化率与钢筋的应变大致呈正相关线性关系。当钢筋屈服之后,电阻相对变化率随钢筋应变的增大而急剧增大。这结果表明,可以通过测量复合材料的相对电阻变化率来监测钢筋的应变,从而为钢筋的力学状况监测提供一条新的途径。在机理分析的基础上,导出了电阻相对变化率与应变的数学解析式。

炭黑填充PE-HD/EVA/PE-LD导电发泡复合材料的阻温特性

以高密度聚乙烯(PE-HD)为聚合物基体材料、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)为增韧剂、低密度聚乙烯(PE-LD)为增塑剂、乙炔炭黑(ACET)为导电填料、偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂、过氧化二异丙苯(DCP)为交联剂制备了PE-HD/EVA/PE-LD/ACET导电发泡复合材料。结果表明,PE-HD/EVA/PE-LD=50/30/20(质量比,下同)、ACET填加量为35%(质量分数,下同)、发泡剂AC的添加量为4%、交联剂DCP填加量为0.5%时,制备的导电发泡复合材料具有比较理想的闭孔泡孔结构。经过升温电阻测试,发现PE-HD/EVA/PE-LD/ACET导电发泡复合材料具有良好的开关特性,呈现明显的正温度系数(PTC)特性;AC发泡剂用量为4%时,PTC效应最强。

酚醛树脂改性膨润土复合材料在N660炭黑填充SBR胶料中的应用

一种填料要作为优良的补强剂，需考虑的三个主要因素是粒径、结构和表面特性。最近，研究人员成功地把聚合物插入粘土层，从而制备出了不仅表现出优异的机械性能，而且也表现出极佳的阻隔性能和热性能的聚合物－粘土纳米复合材料（PCN）。聚合物－粘土纳米复合材料的制备，通过溶液混合或直接插入或溶胶／凝胶技术或原位聚合，或者是通过乳液混合均可以实现。

炭黑-聚乙烯-季戊四醇系复合材料性能研究

炭黑—聚乙烯复合材料具有正温度系数(PTC)效应,季戊四醇在185℃能发生相变.本文详细讨论不同的掺入季戊四醇含量对炭黑—聚乙烯复合材料的PTC效应、机械性能和耐击穿特性的影响。

原位化学共沉淀法制备Fe_3O_4-炭黑复合材料及其吸波性能

本文采用原位化学共沉淀法制备纳米Fe3O4-炭黑(CB)复合材料,对炭黑Fe3O4复合材料进行了XRD、矢量网络分析仪、SEM等表征。实验研究Fe3O4与炭黑的质量比对吸波性能和电磁参数的影响。结果表明:制备出Fe3O4与炭黑以质量比4:1复合时,样品厚度为2.0mm时,Fe3O4-炭黑复合材料最大吸收值为-37.3dB,大于10dB的吸收带宽达到3.0GHz。

Ce-MOF/CB纳米复合材料的合成及其对5-羟色胺的电化学检测

制备了一种铈-金属有机框架/炭黑(Ce-MOF/CB)纳米复合材料,将其修饰于玻碳电极(GCE)上,用于对5-羟色胺(5-HT)的电化学测定.通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对Ce-MOF/CB进行了表征.电化学实验结果表明:Ce-MOF/CB对5-HT的电化学氧化具有良好的电催化活性.5-HT的峰电流与该物质的量浓度在6.77×10^(-8)~1.00×10^(-5)mol·L^(-1)内呈线性关系,检测限(LOD)达1.0×10^(-8)mol·L^(-1)(信噪比S/N=3).

淀粉/炭黑/NR复合材料的性能研究

分别采用直接共混(DCM)法和乳液共沉(LCM)法制备淀粉/炭黑/NR复合材料,研究不同方法和改性剂对复合材料性能的影响。试验结果表明,与DCM法制备的复合材料相比,LCM法制备的复合材料硬度减小,定伸应力、拉伸强度和撕裂强度增大,滚动阻力下降,抗湿滑性能和耐磨性能提高;在LCM法制备的复合材料中加入改性剂间苯二酚-甲醛(RF)树脂或RF树脂/硅烷偶联剂KH-792,复合材料的抗湿滑性能和耐磨性能提高,单独使用RF树脂改性的效果优于RF树脂/KH-792并用改性。

环氧树脂基导电复合材料力电性能研究

实验研究了填充炭黑的环氧树脂基导电复合材料的导电机理,不同炭黑掺量复合材料在一次加载及反复加载卸载下的力电效应。结果表明,炭黑掺量为20%试件的力电效应明显且稳定;各掺量试件卸载后均存在较大残余电阻,经多次加载卸载后,电阻变化率逐渐减小并趋于稳定值;卸载后电阻恢复率不断增加,最终可完全恢复。

凹凸棒粘土对炭黑/环氧复合材料电性能的影响

通过溶液混合法制备了凹凸棒(ATT)/炭黑(CB)/环氧树脂(EP)复合材料。使用紫外可见光光谱仪(UV-Vis)和Zeta电位测试仪对CB和(或)ATT在丙酮溶剂中的分散稳定性进行了研究。使用扫描电子显微镜(SEM)和电阻仪分别研究了不同填料比例以及含量对EP复合材料微观结构和电阻率的影响。结果表明,ATT的加入可以有效增强CB在溶剂中的分散稳定性并促进EP基体中导电网络的形成。当CB与ATT质量比为5∶1时,复合材料的电阻率比不添加ATT时下降了2个数量级;其渗流阈值(1%)(质量分数,下同)小于具有相同填料含量的CB/EP复合材料(1.8%)。最后探讨了ATT对CB/EP复合材料电性能影响的可能机理。