炭黑填充硅橡胶硫化体系电阻的外场依赖性

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1、浙江大学硕士学位论文摘要本文研究了炭黑(CB)填充聚甲基乙烯基硅氧烷(PMvS)导电复合材料的导电行为，着重考察了电阻率(电导)对温度、轴向压力和时间等的依赖性关系，同时还考察了填料质量分数、交联剂用量对其的影响。分析PMVS导电复合材料的电阻率一填料质量分数关系，发现导电硫化胶的导电行为呈现典型的渗流现象，引用经典统计渗流理论证实复合材料的导电行为遵循统计渗流理论。研究了PMVS导电复合材料在热循环以及热处理过程中的导电行为，发现CB含量稍高于仇对，阻温关系呈现弱NTC与PTC效应，其转变点为110℃；CB含量远高于妒。时，阻温关系只呈现NTC效应，NTC效应对应热活化导

2、电机理，而PTC效应取决于体积膨胀所引起的导电网络局部破坏有关。而且升温与降温过程中的阻温关系不重合，阻温关系曲线随热循环次数增加而逐渐向低电阻方向移动，只是这种变化随热循环次数增加而逐渐减弱。在给定温度下，电阻率呈现弛豫现象，随时间延长而逐渐下降。电阻弛豫受CB含量与环境温度影响，随CB含量降低及环境温度上升而加快。在单轴压力作用下，PMVS导电复合材料的轴向导电行为呈现显著的压阻行为。当CB质量分数稍高于渗流阈值仇时，其电阻R首先随压力增加而升高，呈现电阻正压力系数(PPCR)效应，而在较高压力下呈现电阻负压力系数(NPCR)；在卸载过程中随d降低先升高，呈现弱NPCR

3、效应，然后转变为较强的PPCR效应。当缈’吼时．体系在最初几次压缩循环中表现为NPCR效应，但压缩循环可以诱发弱PPCR效应的发生；卸载过程出现较强的NPCR效应，而无PPCR效应发生。完全除去口后，尺随，非线性逐渐降低．呈现典型的R弛豫现象。PPCR．NPCR转变所对应的真直力取决于压缩前的渗流网络结构以及CB含量，而转变点所对应的渗流网络结构与压缩6H的网络结构之间1莩在内在联系。考察了在恒应力作用下及完全卸载后，PMVS导电复合材料的电阻均随时I、白J非线性下降，呈现典型的电阻蠕变行为。在压缩应力2～4MPa下，电阻蠕变具有两个与CB含量无关的松弛时间，对应不同尺寸上

4、导电网络的结构变化。完全卸载后，基体形变回复造成导电网络发生结掏弛豫，弛豫时间随CB含量增大而浙江大学硕：L学位论文延长。随交联剂用量增加，压缩后期被诱发的NPCR效应逐渐减弱甚至消失，并使较高应力下的压阻强度也随之增强。电阻回复性能与CB含量、应力水平及基体交联程度有关。采用循环压缩法可显著提高电阻回复行为。关键词：炭黑，聚甲基乙烯基硅氧烷，渗流行为，阻温特性，蠕变，压阻特性标度行为，交联度浙江大学磺上学位论文ABSTRACTConductionbehaviorforcarbonblack(CB)filledpoly(methylvinylsiloxane)(PMVS)c

5、onductivecompositeswasstudied．Resistivity(Conductivity)dependencesontheambienttemperature，uniaxialpressureandtimewereinvestigated．Theeffectsofthefillervolumefracitionandcmsslinkingdegreewerealsoconsidered．TherelationshipofresistivityandthefillerweithtfractionforconductivecompositesbasedonP

6、MVSwasanalysed．Thecompositesshowedtypicalpercolationcharacteristic．TheconductionbehaviorinPMVS／CBcrosslinkedcompositesfollowedthepredictionofstatisticalpercolationtheory．ConductionbehaviorsofPMVSconductivecompositesundergoingthermalcyclesorsubjecttothermaltreatmentatgiventemperatureswerein

7、vestigated．AtCBweighttractionspslightlyabovethepercolationthreshold纯．theresistivity-temperaturepropertiesexhibitedaweaknegativetemperaturecoefficient(NTC)effectandaweakpositivetemperaturecoefficient(PTC)effect，respectively．ThetransitiontemperaturewasllO。C．Atp>