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《青岛科技大学》 2011年
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HDPE/PC/CB复合材料的相结构及PTC行为研究

张恒红  
【摘要】:聚合物基PTC导电复合材料是指以聚合物为基体,填充导电粒子制备的具有导电性的复合材料,由于其聚合物原料来源广泛,具有较好的应用性能和加工性能,受到越来越多的关注以及广泛应用。 采用两种不相容的聚合物作为基体材料,使导电粒子在两相聚合物中形成“双逾渗”结构:即导电粒子在一相聚合物中形成一个连续结构,而这一聚合物又在另外一相聚合物中形成连续结构,从而形成双连续结构。可以降低导电粒子填充的逾渗阈值,改善材料的PTC性能以及其稳定性。 本文选择CB为填充粒子,两种不相容的聚合物高密度聚乙烯(HDPE)和聚碳酸酯(PC)作为基体,采用两种制备工艺:CB母料填充和CB直接共混填充制备三元HDPE/PC/CB复合材料。同时以单一组分聚合物HDPE/CB、PC/CB二元复合体系作为对比,通过电镜、溶剂抽出、动态流变等研究手段对其电性能以及CB的分布状况进行了系统的研究。 首先,试验发现由于CB的选择性分布在HDPE相以及两相界面处,优先形成导电通路,三元HDPE/PC/CB复合材料的逾渗阈值要明显低于单一组分HDPE/CB、PC/CB二元复合材料的逾渗阈值,即在低的CB填充量下即具有较低的体积电阻率。 通过对HDPE/PC/CB三元复合材料的电阻率~温度性能的测试,发现母料填充的复合试样的PTC强度较高,电阻率重复较好,出现了两个电阻率突增的转变点又称为“双PTC效应”。而直接法制备的试样的PTC强度较小,且只有一个电阻率转变点,重复性较差。这与HDPE/PC/CB中双逾渗结构的形成有很大关系。 从热力学和动力学两个方面研究了CB在基体中的分散状况,研究发现,从热力学角度而言,CB粒子倾向于分布在PC相中。采用三氯甲烷对三元复合试样进行选择性抽出PC,计算被溶解掉的PC的量,发现同种HDPE/PC配比下,母料法制备的试样其PC的抽出量明显高于直接法制备的试样,说明母料法试样的双连续性比较高。 另外,通过对选择性抽出PC后的试样进行电镜观察,发现母料法中CB主要分布在HDPE相以及两相界面,HDPE相与PC相形成了连续结构。而直接法制备试样的HDPE相没有CB粒子的存在,并且出现了大量的局部团聚现象,CB粒子之间出现了很多的连续的孔洞,为溶解掉的PC原来所在的位置,说明CB主要分布在PC相中,也证实了从热力学角度上得出的CB倾向于分布在PC相中的观点。母料法制备三元试样是先将CB分布在HDPE中,增大了HDPE的黏度,从动力学方面,使得HDPE与PC的黏度相近,更易形成较为理想的双逾渗结构,这也与抽提结果相吻合,同时也进一步证实了母料法中PTC性能优于直接法的原因。 利用动态流变方法对二元、三元复合材料进行研究,发现动态流变黏弹函数对填充含量的依赖性较大,从流变学角度表征了不相容体系的三维逾渗网络的形成。低CB填充量下,CB含量对三元HDPE/PC/CB复合体系的黏弹性影响较小,储能模量和复数黏度主要依赖于PC相,损耗模量、损耗因子则主要取决于HDPE的链段运动能力和聚合物的界面相互作用。而在高CB填充量下,母料法与直接法对试样黏弹性的影响不同。
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ325.12

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章明秋,曾汉民;导电性高分子复合材料[J];工程塑料应用;1991年02期
2 柯林萍,阳明书,吴长勇;有机化蒙脱石填充尼龙66复合物的结晶与热力学行为研究[J];材料科学与工艺;2001年03期
3 柯林萍,阳明书,张世民,苏泉声;尼龙66/蒙脱土复合材料结晶行为的研究[J];高分子学报;2002年04期
4 谢建玲,王雪梅,汪浩;炭黑填充聚乙烯PTC效应及其稳定性[J];高分子材料科学与工程;2002年02期
5 李荣群,李威,苗金玲,王文锋,姚思德,彭丽,张志平;高分子PTC材料的一种新理论模型[J];高分子材料科学与工程;2003年05期
6 李斌;赵文元;;聚乙烯/石墨复合材料PTC效应的研究[J];高分子材料科学与工程;2006年01期
7 徐玲;钟淦基;代坤;许向彬;徐家壮;李忠明;;CB含量对微纤化导电复合材料CB/PET/PE非等温结晶的影响[J];高分子材料科学与工程;2010年07期
8 汤浩,陈欣方,罗云霞;复合型导电高分子材料导电机理研究及电阻率计算[J];高分子材料科学与工程;1996年02期
9 彭莉,张志平,胡春圃;不同粒径炭黑混合对复合型导电材料PTC性能的影响[J];功能高分子学报;2003年02期
10 梁基照;HDPE熔融热焓与结晶度的测定[J];广州化工;1994年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 车锋;有机PTC导电复合材料的研究[D];哈尔滨理工大学;2003年
2 陈永良;炭黑填充硅橡胶硫化体系电阻的外场依赖性[D];浙江大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐其明;导电玻璃钢制品的制造工艺[J];工程塑料应用;1992年04期
2 吴国章,益小苏;塑料焊接用电热膜性能的研究[J];工程塑料应用;1995年01期
3 欧玉春,于中振,冯宇鹏;增强增韧PET工程塑料用玻璃纤维的表面处理[J];工程塑料应用;1997年04期
4 李丽,谭洪生,迟丽萍;自限温发热材料、元件的分类及应用[J];工程塑料应用;1999年10期
5 杨永芳,刘敏江;导电高分子材料研究进展[J];工程塑料应用;2002年07期
6 戴芳,谈桂春,阎恒梅,孙安垣;2002年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2003年04期
7 吕励耘,朱诚身,何素芹;成核剂对尼龙结构与性能影响的研究进展[J];工程塑料应用;2003年05期
8 王建颖,郭晓明,李艳霞,付俊,余赋生,杨宇明;LDPE/EPM/炭黑导电复合材料的研究[J];工程塑料应用;2004年07期
9 宫兆合,周文胜,王旭东,梁国正,张明习,徐京祥;高性能机载雷达罩VARTM工艺用树脂/纤维浸润性研究[J];工程塑料应用;2004年08期
10 李晓俊,刘小兰,李铭新;PET/MMT纳米复合材料的制备及其在液体包装中的应用[J];工程塑料应用;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 弭光宝;李培杰;;金属/聚合物传导复合材料界面层特征分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
2 陈国建;韩要星;胡勇;曹宏明;;纳米导电粉在抗静电纤维制备中的应用进展[A];第三届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2003年
3 叶林宏;冼安如;何泳生;;高渗透改性环氧化灌浆材中化-798-Ⅲ的性能特点及应用[A];中国防水堵漏保温技术高峰论坛论文集[C];2006年
4 张家亮;;策应世界纳米材料和纳米技术的发展 严密构筑下一代印制线路基材的设计体系[A];第四届全国覆铜板技术·市场研讨会报告·论文集[C];2003年
5 刘传超;韩志慧;李桢林;范和平;;高导热铝基板用导热绝缘胶的制备[A];第十二届中国覆铜板技术·市场研讨会论文集[C];2011年
6 毛健;陈家钊;涂铭旌;黄婉霞;谢宁;;微细铁粉/聚乙烯复合材料复磁导率研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
7 朱光明;高守超;王浩;马小燕;;聚合物基PTC材料的发展及其应用[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
8 易回阳;陈芳;罗四清;;HDPE/MWNTs复合材料PTC性能的研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(2)[C];2007年
9 纪占敏;杜仕国;鲁彦玲;施冬梅;游毓聪;;填料填充型导电高分子研究进展[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
10 张良辉;熊厚金;张清;;非水溶性浆液在岩土介质中的渗流机理[A];全国首届岩石锚固与注浆学术会议论文集[C];1995年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谢小林;基于电阻法碳布增强环氧树脂复合材料损伤自诊断的研究[D];武汉理工大学;2010年
2 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
3 鲁江;碳纳米管/Lyocell纤维的研制及其应用初探[D];东华大学;2010年
4 陈茹;超高分子量聚乙烯基导电复合材料的电/热性能研究[D];大连理工大学;2011年
5 张玥;回收聚对苯二甲酸乙二酯/聚乙烯共混体系的增容超韧改性研究[D];华东理工大学;2011年
6 高宏;高性能银填充环氧导电胶的制备、结构与性能[D];华南理工大学;2011年
7 马静;生物粘合启发下渗透蒸发复合膜的制备与酯化反应强化[D];天津大学;2010年
8 张永明;热拌再生沥青混凝土技术研究及应用[D];天津大学;2010年
9 王景涛;膜微结构调控与质子传递过程强化[D];天津大学;2012年
10 乔永莲;钒电池电极改性及电池性能研究[D];东北大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郎丹丹;聚乙烯基PTC复合材料工艺与性能的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 蒋慧;聚合物基PTC材料及其磁场处理技术研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
3 范玲玲;PP/CHA熔喷非织造材料的制备及其亲水性能研究[D];东华大学;2011年
4 郭蕴琦;竹原纤维/丙纶纬编针织复合材料的制备及拉伸性能研究[D];东华大学;2011年
5 王海莲;碳纳米管/聚乙烯微纳米纤维的制备及结构性能研究[D];东华大学;2011年
6 袁兴婕;水刺非织造布导电/防电磁辐射涂层工艺及性能研究[D];东华大学;2011年
7 张春丰;废旧聚苯乙烯泡沫功能化重塑[D];吉林大学;2011年
8 王振华;国内外丁腈橡胶主要牌号质量剖析及加工应用研究[D];兰州理工大学;2011年
9 李驰;尼龙11/马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物的原位聚合制备,结构与性能研究[D];中北大学;2011年
10 梁先文;氧化硅包覆的银颗粒/聚合物复合电介质材料的制备与性能的研究[D];华南理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杜仕国;聚合物抗静电材料的研究与发展[J];工程塑料应用;1998年10期
2 李丽,谭洪生,迟丽萍;自限温发热材料、元件的分类及应用[J];工程塑料应用;1999年10期
3 贾文陶,陈欣方;具有PTC效应的导电高分子复合材料的研究及应用[J];材料导报;1994年01期
4 柯林萍,阳明书,吴长勇;有机化蒙脱石填充尼龙66复合物的结晶与热力学行为研究[J];材料科学与工艺;2001年03期
5 万影,张力,闻荻江;丁腈橡胶/导电粒子复合材料的正温度系数(PTC)特性[J];材料开发与应用;1997年06期
6 徐永利,陈汴琨;高密度聚乙烯-炭黑(HDPE-C)PTC材料的导电机制[J];材料研究学报;1995年04期
7 孙润军,张建春,施楣悟,来 侃;聚乙烯/碳黑材料导电性能研究[J];东华大学学报(自然科学版);2001年01期
8 王济娥,武于东,陈汴琨;有机PTC复合材料的交联效应[J];大学化学;1998年02期
9 李荣群,张聪,李威,姚思德;高分子PTC材料的进展与发展趋势[J];电子元件与材料;2001年04期
10 朱盈权;PTC热敏电阻的现状与发展趋势(续一)[J];电子元件与材料;2002年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭德厚;冯俊;;复合导电粒子干燥过程中结块问题的探讨[J];化学工程师;2009年01期
2 江平开,王宗光,王寿泰,徐传骧,刘辅宜;非球形导电粒子与绝缘体复合材料的介电增强研究[J];复合材料学报;1997年03期
3 宋文瀚;王瑞芳;李占勇;徐庆;;导电粒子对改善微波加热食品中局部过热现象的研究[J];食品与机械;2014年01期
4 袁晓芳;;高分子基PTC材料PTC强度的影响因素[J];塑料制造;2010年10期
5 沈烈;张稚燕;王家俊;李文春;郑强;;填充型聚合物基复合材料的导电和导热性能[J];高分子材料科学与工程;2006年04期
6 赵俊慧;代坤;郑国强;张荣正;陈静波;刘春太;申长雨;;CPCs在应力场下的性能演变及机理研究进展[J];合成树脂及塑料;2012年03期
7 关锐峰;霍玉云;;感压导电弹性体的研究 第二报 诸因素对感压特性影响的研究[J];特种橡胶制品;1991年01期
8 吴行,高绪珊,童俨;导电纤维的研究开发——第Ⅰ报 导电粒子的处理方法[J];合成纤维;1996年01期
9 吴行,高绪珊,童俨;导电纤维的研究开发——第Ⅲ报 CuI导电粒子结构和性质的研究[J];合成纤维;1998年02期
10 万影,张力,闻荻江;丁腈橡胶/导电粒子复合材料的正温度系数(PTC)特性[J];材料开发与应用;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 田明;杨丹;宁南英;白雪;张立群;;控制导电粒子的分布及表面包覆调控聚合物基复合材料的介电性能[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题F:功能高分子[C];2013年
2 曲宝涵;马传利;杨爱萍;;TiO_2材料的半导化机理探讨[A];第六届全国气湿敏传感器技术学术交流会论文集[C];2000年
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1 陈显才;倒装键合中各向异性导电胶微互连电阻形成机理研究[D];华中科技大学;2012年
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1 徐文展;驱动IC(COF)的失效分析及对策研究[D];复旦大学;2010年
2 张恒红;HDPE/PC/CB复合材料的相结构及PTC行为研究[D];青岛科技大学;2011年
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