热拉伸对petpecb复合导电体系形态与性能的影响

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1、蹦川天学颧f。学位论文热拉伸对PEI／PE／CB复合导电体系形态与性能的影响(材料加工工程专业)研究生：谢长琼指导教师：李忠明黄锐教授摘要高分子复合导电材料是当今人们重点研究和开发的一类新型功能材料，其中分散复合型导电高分子材料倍受人们关注。它是通过填充导电粒子或导电纤维如炭黑、碳纤维、金属耢及金属纤维等来达到导电的目的，具有质轻、耐用、易加工、导电性稳定等优点，近年来，市场需求不断增加。炭黑与其它导电填充剂相比，具有控制添加量能得到任意导屯率、价格低廉、品种多等优点。因此炭黑填充复台导电材料倍受人

2、们关注。本文拟采用单螺杆熔融共混挤出一热拉伸一淬冷的新的成型方法制各炭黑填充的PET／PE复合导电材料，热拉伸的目的是使材料的分散相(PET相)在加工过程中原位形成纤维，而炭黑基本分散在纤维中或纤维的表面上．使炭黑粒子阃间距减小，形成更多的导电通路，从而提高材料的导电性能，同时保持或提高材料的力学性能。实验内容与结论如下：l。炭黑填充PET／PE复合导电材料的制备。实验前，先将原材料PET及乙炔炭黑(cB)进行干燥。按～定比例将PET与cB在转矩流变仪上混合，制成“母料”。再将其粉碎，按比例与PE在

3、塑料挤出机上挤出并热拉伸成片，挤出温度设定为PET的加工温度，热拉伸的目的是让P盯／CB母料形成纤维。最后将挤出物造粒，在压力成型机上压制成板材，压制温度设定为PE的加工温度，目的是让PET／CB母料形成的纤维结构在压制过程中保留下来，因为在此温度下．PET相为固态。另一种制备方法与上述方法基本相同，只是不进行热拉伸。2．炭黑填充的P凹／PE复合导电材料的性能测试及表征。本实验采用标准方法测定复合材料的力学性能和热性能。体积电阻率的测定：当IL>108Q时，制成100×100×4rnm板材，用ZC3

4、6型高阻仪测量；当R。<108Q时，用DT一9205B型数字式万用表测试试样的体积电阻，为了减小接触电阻对测试的影响，采用银导电胶将铜片粘接在试样的两个端面上，静置24小时，待银导电胶凝固，试谢睦琼：热拉伸对PETPPE／CB复台导电仲系形态和性能的影响样的电阻稳定后再测量。用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的形态。3．研究了组成比对复合材料形态和性能的影响。固定热拉伸比为3．96，改变炭黑含量。结果表明：随炭黑含量增加，复合材料的体积电阻率降低，当炭黑含量达到12phr(phr指每一百份树脂中

5、所含填充物的重量份数)左右时，复合材料的体积电阻率急剧下降，此时复合材料由绝缘体向导体转变，这个值被称为逾渗阀值：当炭黑含量到20phr时，复合材料的体积电阻率达到102n·cm。在低炭黑含量(10phr)下，分散相PET形成了纤维，但随炭黑含量增加，分散相PET由纤维状向颗粒状转变，复合材料的力学性能有所下降。炭黑含量增加对材料的维卡软化温度的影响不大。4．研究了热拉伸比对复合材料形态和性能的影响。固定炭黑含量为20phr，改变拉伸比。结果发现：随拉伸比增加，复合材料的体积电阻率急剧降低，当拉伸比

6、到3．96后，其体积电阻率变化不大，在102Q·cm左右，力学性能变化不大。但随拉伸比增加，复合材料的分敝相由颗粒状向取向态转变，即分散相发生取向。5．研究了增容剂对复合材料性能的影响。固定热拉伸比为3．96，同时保持PET／PE／CB的比例为15／85／10，改变EVA的含量。结果表明：随增容剂EVA增加，复合材料的体积电阻率急剧增加，但力学性能变化不大。6．初步分析了PET／PE／CB复合导电材料的PTC效应。加工条件相同，PET／PE为70／25(其中PET／CB为3／2)的复合材料的PTC强

7、度比30／70的复合材料的高1个数量级，但它们的PTC强度都较弱，约在卜2个数量级之间。其它条件相同，改变热拉伸比，复合材料的PTC强度变化极小。7．分析了PET／PE／CB复合导电材料的结晶特性。在相同炭黑含量下，热拉伸比增加可提高复合材料的结晶温度，使材料更易结晶．并加快材料的结晶速率，同时降低了PE的熔点，增加了PE的结晶度。在相同热拉伸比下，炭黑含量增加可降低复合材料结晶温度，使材料不易结晶，并降低材料的结晶速率，同时提高了PE的熔点，PE的结晶度也有所提高。但因PE本身结晶能力强，这些材料

8、中PE相的结晶特性相差不是很大。关键词：PET／PE／CB，复合导电材料，PTC效应．组成比，热拉伸比，增容剂，结晶行为四川大学硕士学位论文TheeffectsofhotstretchingonmorphologyandpropertiesofPET／PE／CBconductivecomposites(Major：Materialsprocessingengineering)Pos蟾raduate：XieChangqiongSupervisor：Prof,LiZhon