炭黑/碳纤维/聚合物复合导电PTC材料的研究

发布时间：2021-05-24 18:51

　　PTC（Positive Temperature Coefficient）材料是指电阻具有非线性正温度系数效应的材料,特点是电阻率在一定的温度范围内变化甚微,当达到材料开关特性转变温度附近时,电阻率会在较窄的温度区间内出现级数升高现象,已被应用在各个领域。本论文以提高PTC复合材料的电学性能和循环稳定性,降低材料导电填料的渝渗浓度为主要研究目标,选用HDPE、PP、EVA为基体树脂,炭黑、碳纤维作为导电填料,制备出PP/HDPE/EVA/CB、HDPE-g-MAH/EVA/CB、HDPE-g-MAH/EVA/CB/CF三个复合PTC材料,分别对复合材料的基体组成、渗流阈值、PTC效应等相关性能进行了详细的研究,并获得了一批有价值的实验数据和样品材料,取得了一些具有创新意义的研究结果。研究表明,在PP/HDPE/EVA/CB复合材料中,CB及PP添加量增大均导致复合材料强度不同程度下降。CB添加量需达到30 wt%以上才可以满足一定的电学性能,但拉伸强度下降至12.8 MPa。当CB添加量为25 wt%时,随PP的使用量增加,复合材料拉伸强度降低,室温电阻率有小幅度降低,但PTC强度不高... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 导电高分子PTC材料的发展历程
        1.1.2 导电高分子PTC材料的应用及发展方向
    1.2 聚合物PTC材料的导电机理
        1.2.1 导电路径的形成
        1.2.2 导电机理
    1.3 PTC效应机制
        1.3.1 导电链与热膨胀模型
        1.3.2 隧道导电模型
        1.3.3 微晶薄膜模型
        1.3.4 炭粒聚集形态变化及迁移模型
        1.3.5 欧姆导电模型
    1.4 聚合物PTC材料稳定性提高与NTC效应的改善
        1.4.1 导电填料的表面改性修饰
        1.4.2 抑制导电填料的团聚机制
        1.4.3 适当的热处理
        1.4.4 NTC效应的改善
    1.5 论文研究目的、意义及研究内容
        1.5.1 论文研究目的及意义
        1.5.2 论文主要研究内容
第二章 实验原料、仪器及表征
    2.1 原料和仪器
        2.1.1 实验原料和试剂
        2.1.2 实验仪器和设备
    2.2 表征
        2.2.1 性能测试
        2.2.2 形态分析
第三章 PP/HDPE/EVA/CB复合材料的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 优化CB的填充体系
        3.2.2 PP/HDPE/EVA/CB复合材料制备
    3.3 实验结果与讨论
        3.3.1 样品性能测试
        3.3.2 CB添加量对复合材料性能的影响
        3.3.3 PP添加量对复合材料性能的影响
        3.3.4 复合材料相容性分析
    3.4 本章小结
第四章 HDPE-g-MAH/EVA/CB复合材料材料的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 HDPE-g-MAH的制备
        4.2.2 HDPE-g-MAH/EVA/CB复合材料的制备
    4.3 实验结果讨论
        4.3.1 样品性能测试
        4.3.2 HDPE接枝表征
        4.3.3 复合材料组成对性能影响分析
        4.3.4 CB含量对复合材料电性能影响分析
        4.3.5 不同EVA比例的复合材料阻-温曲线
        4.3.6 SEM微观形貌分析
    4.4 本章小结
第五章 HDPE-g-MAH/EVA/CB/CF复合材料的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 CF的筛选及表面处理
        5.2.2 HDPE-g-MAH/EVA/CB/CF复合材料制备
    5.3 实验结果与讨论
        5.3.1 样品性能测试
        5.3.2 氧化CF红外光谱分析
        5.3.3 样品的微观形貌分析
        5.3.4 CF含量对复合材料力学性能分析
        5.3.5 CF含量对复合材料室温电阻率的影响分析
        5.3.6 复合材料PTC效应分析
    5.4 本章小结
第六章 添加剂对PTC复合材料性能的影响
    6.1 引言
    6.2 抗氧剂含量对样品性能的影响
        6.2.1 抗氧剂的筛选
        6.2.2 抗氧剂含量对样品性能的影响
    6.3 辐照交联对导电高分子材料性能的影响
        6.3.1 辐照交联工艺
        6.3.2 阻-温特性测定
        6.3.3 辐照交联对复合材料性能影响
    6.4 化学交联对复合材料材料影响
        6.4.1 化学交联剂添加量对复合材料室温电阻率影响
        6.4.2 交联剂的使用对材料循环稳定性的影响
        6.4.3 SEM形貌分析
    6.5 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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[3]石油沥青基炭纤维的制备(英文)[J]. 沈曾民,迟伟东,张学军,常维璞.  新型炭材料. 2005(01)
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[5]高分子基PTC复合材料的研究及其应用[J]. 易回阳,肖建中,甘章华,蒲健.  化学研究与应用. 2003(06)
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[7]塑料抗静电的原理及其应用[J]. 黄锐,张雄伟,郑钢.  现代塑料加工应用. 1993(01)



本文编号：3204683