含有低熔点金属的聚合物基复合材料：组成、结构和性能

发布时间：2017-06-20 04:04

  本文关键词：含有低熔点金属的聚合物基复合材料：组成、结构和性能，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚合物基导电复合材料是由聚合物和导电填料复合而成。要得到高导电性的复合材料,需要添加较高含量的填料,但是,高填料含量会增大复合材料的加工难度。以低熔点金属作为填料为解决复合材料加工性能下降的问题提供了可能,但是低熔点金属容易从基体中析出。为了解决上述问题,低熔点金属和高熔点金属被同时用作导电填料,复合材料组成、结构和性能关系被研究。首先,单独采用Cu作为填料,了解Cu/PA66复合材料的加工过程、结构和性能。然后,依据这些数据设计Cu/低共熔Sn-Cu合金/PA66复合材料。在260℃条件下,先将Cu与PA66密炼共混,然后加入低熔点Sn-Cu合金继续共混制得复合材料。结果表明:固定金属总含量为53.3vol%,Sn-Cu合金与Cu体积比高于2时,随该体积比提高,复合材料中的金属相从均匀分布逐渐形成物理连续网络,复合材料的流动性、导电性和韧性逐渐提高。当该体积比达到3.2时,与Cu/PA66复合材料相比,材料的冲击强度可以提高一倍,粘度下降3个数量级。Sn-Cu合金与Cu的体积比固定为3,增加金属总含量,当金属总含量为20vol%时,复合材料从绝缘体转变为导体,体积电阻率达到10-3Ω·cm,且其流动性与PA66相当,即复合材料的加工流动性明显改善。在上述比例增加过程中,复合材料的流动性降低,韧性出现一个极小值。本文还对拉伸力场下,复合体系中金属相形态的变化及其机理进行了探索。研究结果表明,拉伸力场可以使复合体系中的金属相由球粒状向纤维状发展。但是,金属液滴纤维化并非同时发生,而是随拉伸程度提高,纤维化由大尺寸金属液滴向小尺寸液滴发展。即拉伸程度确定了一个液滴尺寸界限,高于这个界限的金属发生纤维化,而尺寸低于这个界限的液滴不发生纤维化。
【关键词】：导电聚合物复合材料 低熔点金属 导电性 流变性 冲击强度
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国内外研究现状11-18
• 1.2.1 导电复合材料的种类11-15
• 1.2.2 导电复合材料的导电机理15-17
• 1.2.3 导电复合材料的特性和应用17-18
• 1.3 现有研究存在的不足18-19
• 1.4 发展趋势19
• 1.5 论文研究概述19-22
• 1.5.1 研究内容19
• 1.5.2 研究目标19
• 1.5.3 拟解决的关键问题19-20
• 1.5.4 研究思路20
• 1.5.5 技术路线20-21
• 1.5.6 本课题的创新之处21-22
• 2 Cu粉含量对Cu/PA66复合材料性能的影响22-29
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-24
• 2.2.1 原材料22
• 2.2.2 材料制备22-23
• 2.2.3 性能表征23-24
• 2.3 结果及讨论24-27
• 2.3.1 复合材料中Cu的分布和形态24
• 2.3.2 体积电阻率24-25
• 2.3.3 Cu含量对复合材料流动性的影响25-26
• 2.3.4 Cu含量对复合材料冲击强度的影响26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 3 低共熔Sn-Cu合金-Cu体积比对Cu/Sn-Cu合金/PA66复合材料的结构和性能的影响29-43
• 3.1 引言29
• 3.2 实验部分29-32
• 3.2.1 原材料29-30
• 3.2.2 材料制备30
• 3.2.3 结构表征和性能评价30-32
• 3.3 结果与讨论32-41
• 3.3.1 低共熔锡铜合金 /铜粉比例（ V_(Eut)/V_(Cu)）对复合材料中金属填料分布和形态的影响32-35
• 3.3.2 V_(Eut)/V_(Cu)对复合材料中金属相组成的影响35-38
• 3.3.3 低共熔锡铜合金 / 铜粉比例对复合材料体积电阻率的影响38-39
• 3.3.4 低共熔锡铜合金/铜粉比例对复合材料流动性的影响39-40
• 3.3.5 低共熔锡铜合金 / 铜粉比例对复合材料冲击强度的影响40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 4 金属总含量对Cu/Sn-Cu合金/PA66复合材料的结构和性能的影响43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 实验部分43-45
• 4.2.1 原材料43-44
• 4.2.2 材料制备44
• 4.2.3 性能表征44-45
• 4.3 结果及讨论45-54
• 4.3.1 金属总含量对复合材料中金属填料分布和形态的影响45-49
• 4.3.2 金属含量对复合材料体积电阻率的影响49-50
• 4.3.3 金属含量对复合材料流动性的影响50-53
• 4.3.4 金属含量对复合材料冲击强度的影响53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 5 液态Sn/熔融聚乙烯复合体系在拉伸过程中Sn的纤维化及其机制56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 实验部分56-58
• 5.2.1 原材料56-57
• 5.2.2 材料制备57
• 5.2.3 形貌观察57-58
• 5.3 结果和讨论58-63
• 5.3.1 拉伸条件下复合材料的纤维化58
• 5.3.2 Sn的纤维化机制与颗粒尺寸的决定因素58-63
• 5.4 本章小结63-64
• 结论64-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-74
• 攻读硕士学位期间的成果74

  本文关键词：含有低熔点金属的聚合物基复合材料：组成、结构和性能，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：464487