溶液法制备的CB/HDPE/UHMWPE复合材料的导电性能
发布时间：2021-03-08 16:15
以导电炭黑（CB）为填料,高密度聚乙烯（HDPE）和超高摩尔质量聚乙烯（UHMWPE）为基体,通过超声溶液分散法制备了CB/HDPE/UHMWPE复合材料,并研究了CB含量对复合材料体积电阻率和阻-温特性的影响。研究发现,当HDPE∶UHMWPE质量比为7∶3,CB含量在5%左右时,CB/HDPE/UHMWPE复合材料能够形成完善的导电网络,材料具有较好的电性能;材料的体积电阻率随着温度的升高变大,在熔点附近时剧增,且材料的正温度效应（PTC）强度在CB含量大于渗流阈值的范围内,随着CB含量的增加而逐渐减小。通过多次对复合材料进行热循环测试发现CB/HDPE/UHMWPE复合材料具有良好的热稳定性。
【文章来源】：塑料工业. 2016,44(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CB/HDPE/UHMWPE复合材料的导电渗流曲线
塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍数1000b－放大倍数10000图2CB/HDPE/UHMWPE复合材料SEM图(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3，CB质量分数为5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量对CB/HDPE/UHMWPE复合材料阻－温行为的影响图3CB/HDPE/UHMWPE复合材料电阻－温度曲线(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB质量分数:A－4%;B－5%;C－6%;D－7%图3为CB含量不同时，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的电阻－温度曲线图。从图中可以看出，CB含量越接近渗流阈值，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的PTC效应越明显，这是因为当CB含量大于渗流阈值时，CB粒子在基体相中会出现大量的团聚，这导致基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀时，并不能够将所有的CB导电网络断开，因此PTC效应并不显著。而当CB含量在渗流阈值附近区域时，基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀，导致大部分CB导电网络发生隔断，产生较强的PTC效应。从图3还可以看出，温度较低时CB粒子在聚合物中形成较好的导电网络，体积电阻率比较低;随着温度升高，基体和CB粒子同时膨胀，CB粒子膨胀系数较小，导电粒子间距变大体积电阻率逐渐上升;当温度接近基体熔点时，聚合物体积突然增大，大量导电网络被破坏，体积电阻率也随之急剧增大。温度降低，CB粒子间距变小，体积电阻率逐渐降低。表1CB含量不同时，复合材料的相对PTC强度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB项目CB质量分数/%4567相对PTC强度2.91.81.41.3热稳定性是衡量复合材料的一个重要标准。用高精度电阻－温
塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍数1000b－放大倍数10000图2CB/HDPE/UHMWPE复合材料SEM图(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3，CB质量分数为5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量对CB/HDPE/UHMWPE复合材料阻－温行为的影响图3CB/HDPE/UHMWPE复合材料电阻－温度曲线(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB质量分数:A－4%;B－5%;C－6%;D－7%图3为CB含量不同时，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的电阻－温度曲线图。从图中可以看出，CB含量越接近渗流阈值，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的PTC效应越明显，这是因为当CB含量大于渗流阈值时，CB粒子在基体相中会出现大量的团聚，这导致基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀时，并不能够将所有的CB导电网络断开，因此PTC效应并不显著。而当CB含量在渗流阈值附近区域时，基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀，导致大部分CB导电网络发生隔断，产生较强的PTC效应。从图3还可以看出，温度较低时CB粒子在聚合物中形成较好的导电网络，体积电阻率比较低;随着温度升高，基体和CB粒子同时膨胀，CB粒子膨胀系数较小，导电粒子间距变大体积电阻率逐渐上升;当温度接近基体熔点时，聚合物体积突然增大，大量导电网络被破坏，体积电阻率也随之急剧增大。温度降低，CB粒子间距变小，体积电阻率逐渐降低。表1CB含量不同时，复合材料的相对PTC强度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB项目CB质量分数/%4567相对PTC强度2.91.81.41.3热稳定性是衡量复合材料的一个重要标准。用高精度电阻－温
本文编号：3071312
【文章来源】：塑料工业. 2016,44(02)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
CB/HDPE/UHMWPE复合材料的导电渗流曲线
塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍数1000b－放大倍数10000图2CB/HDPE/UHMWPE复合材料SEM图(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3，CB质量分数为5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量对CB/HDPE/UHMWPE复合材料阻－温行为的影响图3CB/HDPE/UHMWPE复合材料电阻－温度曲线(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB质量分数:A－4%;B－5%;C－6%;D－7%图3为CB含量不同时，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的电阻－温度曲线图。从图中可以看出，CB含量越接近渗流阈值，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的PTC效应越明显，这是因为当CB含量大于渗流阈值时，CB粒子在基体相中会出现大量的团聚，这导致基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀时，并不能够将所有的CB导电网络断开，因此PTC效应并不显著。而当CB含量在渗流阈值附近区域时，基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀，导致大部分CB导电网络发生隔断，产生较强的PTC效应。从图3还可以看出，温度较低时CB粒子在聚合物中形成较好的导电网络，体积电阻率比较低;随着温度升高，基体和CB粒子同时膨胀，CB粒子膨胀系数较小，导电粒子间距变大体积电阻率逐渐上升;当温度接近基体熔点时，聚合物体积突然增大，大量导电网络被破坏，体积电阻率也随之急剧增大。温度降低，CB粒子间距变小，体积电阻率逐渐降低。表1CB含量不同时，复合材料的相对PTC强度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB项目CB质量分数/%4567相对PTC强度2.91.81.41.3热稳定性是衡量复合材料的一个重要标准。用高精度电阻－温
塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍数1000b－放大倍数10000图2CB/HDPE/UHMWPE复合材料SEM图(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3，CB质量分数为5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量对CB/HDPE/UHMWPE复合材料阻－温行为的影响图3CB/HDPE/UHMWPE复合材料电阻－温度曲线(HDPE∶UHMWPE质量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB质量分数:A－4%;B－5%;C－6%;D－7%图3为CB含量不同时，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的电阻－温度曲线图。从图中可以看出，CB含量越接近渗流阈值，CB/HDPE/UHMWPE复合材料的PTC效应越明显，这是因为当CB含量大于渗流阈值时，CB粒子在基体相中会出现大量的团聚，这导致基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀时，并不能够将所有的CB导电网络断开，因此PTC效应并不显著。而当CB含量在渗流阈值附近区域时，基体相在高温的条件下发生体积熔融膨胀，导致大部分CB导电网络发生隔断，产生较强的PTC效应。从图3还可以看出，温度较低时CB粒子在聚合物中形成较好的导电网络，体积电阻率比较低;随着温度升高，基体和CB粒子同时膨胀，CB粒子膨胀系数较小，导电粒子间距变大体积电阻率逐渐上升;当温度接近基体熔点时，聚合物体积突然增大，大量导电网络被破坏，体积电阻率也随之急剧增大。温度降低，CB粒子间距变小，体积电阻率逐渐降低。表1CB含量不同时，复合材料的相对PTC强度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB项目CB质量分数/%4567相对PTC强度2.91.81.41.3热稳定性是衡量复合材料的一个重要标准。用高精度电阻－温
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