炭黑填充复合型导电聚合物的研究进展

在聚合物基体中添加导电炭黑以降低聚合物的电阻率,是目前最为常用的制备导电聚合物的方法。综述了炭黑填充复合型导电聚合物的研究进展。对影响复合材料导电性能及渗滤阈值的因素进行了讨论。重点介绍了使用共混聚合物作基体,并利用炭黑在共混基体中的非均相分布来降低炭黑用量的研究。

炭黑/聚合物气敏导电复合材料研究进展

综述了炭黑/聚合物导电复合材料作为气敏传感材料的研究,并按未处理炭黑/聚合物复合材料和接枝炭黑/聚合物复合材料进行分类,分别从结构组成、有机溶剂或蒸汽对复合材料的导电性能影响等方面进行了分析。

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。

炭黑/聚合物复合材料的研究进展

综述了炭黑/聚合物复合材料的研究进展。该类复合材料主要是通过共混、接枝、沉积、聚合制备的。讨论了聚合物结构、分子量及表面张力对炭黑填充的聚合物及共混物的导电性和物理性质的影响,以及用不同聚合方法制备炭黑/聚合物复合材料。着重讨论了如何获得低渗流阈的炭黑填充的导电复合材料及制备聚合物为壳,炭黑为核的核壳材料。

炭黑填充PET/PE共混物导电性能的研究

将经偶联剂处理后的炭黑分别与聚酯、聚乙烯及聚酯/聚乙烯共混聚合物,通过双螺杆熔融共混,制备了纤维级导电母粒。研究了炭黑在聚酯/聚乙烯共混聚合物中的分布情况,讨论了共混聚合物对母粒导电性能和纤维力学性能的影响。结果表明,以聚酯/聚乙烯共混聚合物代替单一的聚合物作为母粒的载体树脂可用来设计具有低突增界限浓度的炭黑导电母粒。

CB／PBMA复合材料在有机蒸汽中的电阻响应与吸附行为

研究了炭黑/聚甲基丙烯酸丁酯(CB/PBMA)复合材料在有机蒸汽中的电阻响应和吸附行为。结果表明,在较大的有机蒸汽分压范围内(p/p°=0～0.16),CB/PBMA导电复合材料在丙酮和氯仿蒸汽中的电阻响应程度的对数与蒸汽分压之间存在良好的线性关系,而且该复合材料的电阻响应程度随有机蒸汽分压的变化曲线与其吸附等温线吻合,而与炭黑的吸附等温线差别较大。前者的吸附曲线符合Ⅲ型吸附,因为复合材料表面没有微孔只有大孔,而后者的吸附曲线是典型的Ⅱ型吸附,这是由于炭黑表面有丰富的微孔和中孔。

复合材料的组成及物性对导电性的影响

讨论了聚合物和填料等基本成分的物性对复合材料的填料分散和导电性的影响,其中包括表面张力、极性、结晶度、粘度和取向等因素。

碳系/高分子导电复合材料研究现状

首先对碳系导电高分子材料的导电原理和制备方法进行了简单介绍,随后简述了石墨、炭黑、碳纤维和石墨烯分别与高分子材料制备导电复合材料的国内外研究现状,最后对导电高分子材料未来的应用和发展进行了展望。

二氧化硅对碳黑/环氧树脂复合材料渗透特性的影响

通过溶剂化过程制备碳黑-二氧化硅-环氧树脂聚合物基复合材料,并研究复合材料的导电渗透特性。当碳黑的体积分数低于15.5%时,复合材料的导电性可以用经典的渗透理论来描述,并发现渗透阈值约为14.7%,这与理论预测值相接近。当碳黑的体积分数高于15.5%时,材料的电导率与理论预测值偏离较大。这可能是因为:此时材料中的二氧化硅的用量较少,其对碳黑颗粒的空间体积排除效应较差;由于氢键和范德华力作用,纳米级的碳黑颗粒容易形成聚集态,这与渗透理论中导电颗粒必须是单个分布的这一前提假设相违背。扫描电镜分析及模拟计算结果支持该结论。

共混高聚物－炭黑复合材料的导电特性

本文讨论了共温高聚物－ＣＢ复合材料比之单一高聚物－ＣＢ复合材料的不同的导电特性及其作用机制。

聚合物PTC材料的研究与应用

对聚合物ＰＴＣ材料ＰＴＣ现象的几种解释作了介绍，着重讨论了其导电机制、影响电性能的主要因素及其在自动限温和过电流保护等领域的应用，简要说明了它的几种制作方法，并对当前该领域的发展趋势和最新研究开发进展作了较详细的介绍。

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。实验得出，使用中等结构和较大粒径炭黑（Ｎ５５０）制备的复合材料可获得一定强度的ＰＴＣ（正温度系数）效应；

改性钢渣-橡胶复合功能材料导热性能分析

钢渣作为炼钢过程中的副产物,具有产量大、难处理、用途单一等特点,为解决上述问题,采用钢渣助磨改性剂(含乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇)分别处理北区热闷渣、南区热闷渣、电炉渣和风淬渣制备改性钢渣微粉,再与炭黑等复合形成改性钢渣-橡胶复合功能材料。利用导热系数仪测试其导热系数,并提出有效体积分数因子α对Maxwell-Educken模型进行修正,研究结果表明:当钢渣助磨改性剂与电炉渣的质量比为1.5%、改性电炉渣替代炭黑比例为40%时,改性电炉渣-橡胶复合功能材料的导热系数为0.1869 W/(m·K),保温性能最好,且修正后的Maxwell-Educken模型对导热系数的理论计算值更为准确;同时,热氧老化前后,其交联密度低于未添加改性电炉渣的橡胶复合功能材料,说明改性电炉渣的加入破坏了橡胶与炭黑等物质形成的三维网状结构,提高了其保温性能。研究成果可为钢渣的高值化利用研究提供借鉴。

碳纳米纤维在制备导电复合高分子材料中的应用

利用碳纳米纤维(CNF)与普通聚合物复合制备高性能化、功能化高分子复合材料在工业界和学术界引起广泛兴趣,然而关于利用CNF和通用高分子材料制备导电高分子材料依然面临一系列问题,主要包括:CNF表面修饰、CNF在基体材料分散控制、CNF逾渗值过高、表面修饰和分散程度的关系等。现研究热点放在研究功能化CNF的分散形态以及结构、形态与导电性能之间的关系,建立相关的导电物理模型,探讨相关导电机理。

炭黑填充型导电高分子材料的研究进展

简要介绍了导电高分子材料的由来以及两种具体类型,深入探讨了复合型导电高分子材料的导电机制,重点突出了炭黑填充型复合导电高分子材料的制备方法及其导电机理,并在此基础上对比了多种炭黑填充型复合导电高分子材料的制备特点,探讨了一种炭黑填充型精密铸造导电蜡模的制备方法,最后基于国内外科研界的发展对制备炭黑填充型导电高分子材料的新趋势进行了展望。

HDPE/TiB_2-CB导电复合材料组织与性能研究

采用熔体共混法制备了高密度聚乙烯/二硼化钛-炭黑导电复合材料。研究了少量CB(炭黑)对HDPE/TiB2-CB复合材料室温电阻率、正温度系数(PTC)、负温度系数(NTC)效应和热循环稳定性的影响,并对HDPE/TiB2-CB复合材料的PTC效应随CB含量的变化原因进行了探讨。结果表明,加入少量CB明显降低了TiB2的填充量,由50%降为30%(质量分数,下同)。HDPE/TiB2-CB复合材料中CB含量为3%、TiB2含量为27%时复合材料的PTC强度达7,室温电阻率仅为1.25Ω.m,经过多次热循环后PTC效应仍然稳定。当CB含量超过6%时,室温电阻率稍有降低,但PTC强度迅速降到3.5以下。SEM分析表明CB对TiB2及CB在基体中形成导电通道影响明显。

热处理影响碳黑/聚乙烯復合材料导电性之探讨(英文)

针对碳黑填充聚乙烯复合材料进行实验的结果发现,适合的时效热处理可使材料的电阻有效地降低至底值。经过辐射的材料若加热至高于聚乙烯熔点的温度,并再进行时效热处理,会使材料的电阻出现跳升的现象,而且电阻跳升的程度与材料中的碳黑种类有关。若于辐射之前实施材料的时效热处理,这对电阻跳升的程度并无明显的影响。

炭黑-碳纤维填充双组分聚合物体系的导电网络及其阻温特性

以2种不同形态尺寸的导电填料炭黑(CB)、碳纤维(CF)填充双组分聚合物体系高密度聚乙烯(HDPE)-聚丙烯(PP),制备了四元导电复合材料。研究了导电网络的结构形态及其对材料阻温特性的影响。光学显微镜及SEM观察表明:炭黑选择性地分布于HDPE中,体系中HDPE与PP呈双连续相分布,形成双渗流导电网络结构。而具有较高长径比的碳纤维在两相基体中均匀分布并贯通多个相区,HDPE导电相区的碳纤维相互桥接形成导电网络。电性能测试结果表明:体系的体积电阻率与CB/HDPE-PP及CB-CF/HDPE三元复合体系相比下降了1～5个数量级。同时,双渗流导电网络的存在也有效抑制了负温度系数(NTC)效应,提高了循环稳定性。与CB-CF/HDPE体系相比,CB-CF/HDPE-PP体系的NTC效应从2个数量级下降到0.6个数量级,电阻特征弛豫时间从951 s增加到了2370 s。

碳黑/聚酯纤维非连续性导电行为研究

以熔体纺丝方法制备了碳黑/聚酯(CB/PET)导电纤维,分析了偶联剂对CB/PET纤维渗流阈值和T_g的影响,研究了碳黑含量与CB/PET纤维热性能和导电性能的关系。结果表明碳黑经偶联剂处理后,CB/PET纤维的渗流阈值和T_g均有所降低;碳黑含量对CB/PET纤维的性能影响显著,即随碳黑含量增加,CB/PET纤维的正效温度系数效应向高温移动;当碳黑含量为11%时,CB/PET纤维表现为较明显的正效拉力系数效应。