高温聚合物基PTC材料的研究

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1、Vol.32No.5化工新型材料第32卷第5期·24·NEWCHEMICALMATERIALS2004年5月高温聚合物基PTC复合材料的制备徐昌曦‘刘剑萍“黄永秋，潘鼎’(1.东华大学材料科学与工程学院，上海200051;2.东华大学化学化工学院，上海200051)摘要以聚氛乙烯(PVC)和炭黑(CB)为原料，加入杭氧剂1010，通过混合、混炼、模压制备PVC/CB高分子复合高温PTC材料。该复合材料表现出典型的PTC性质，并比PE/CB体系有更高的工作温度。研究了该复合材料的热稳定性并讨论了该复合体系组成对PTC性质的影响;并从内部网络结构变化分析了其使用次数对稳定使用温度的

2、影响。关键词PTC,PVC，炭黑，高温，复合材料PreparationofhightemperaturemacromolecularPTCmaterialsXuChangxi'LiuJianping2HuangYongqiu'PanDing'(1.CollegeofMaterialScience&Engineering,DonghuaUniversity,Shanghai.200051;2.CollegeofChemistry&ChemicalEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai200051)AbstractHightemperature

3、macromolecularPTCmaterialswerepreparedbyusingofpolyvinylchloride(PVC)andethynecarbonblack(CB)asprecursors.PVC,CBandantioxygenwereplastifiedonamixingrollat1800Cfor15minutes,thenthemixturewasformedtothinsheetviacompressionmouldingbyuseofavulcanizingmachine.ThisPVC/CBcompositepresentstypicalPTC

4、propertiesandprovidesahighusetemperaturecomparedtoPE/CBsystemThethermalstabilityofthecompositewasinvestigatedandtheproperconcentrationofCBwasdiscussedaswell.Thedependenceofstableusetemperatureonoperatingtimeswasstudied,andthecauseofstableusetemperaturedropwithincreaseofoperatingtimeswasanaly

5、zedbytheinvestigationofthedestructionofCBconductivenetworks.KeywordsPTC,PVC,carbonblack,hightemperature,compositePTC(PositiveTemperatureCoefficient)材料被铁路客车空调机组空气预热器所广泛采用[C21。但是具有正温度系数的导电热敏材料，在较窄的温度因其质硬性脆、室温电阻率高、使用温度高、加工成范围内，该材料的电阻率会随着温度的上升急剧增型困难以及制造成本高而在应用方面受到了极大限加(可增大1.5.8个数量级)。即存在着一个使其制[3]

6、。基于这一情况，来源丰富、价廉易得、加工成导电性发生剧变的温度(居里温度TO，在这一温度型简单、性能优异的高分子聚合物逐渐引起了国内以下它有半导体的特性，而在这一温度以上却转呈外专家的关注，竞相开始了以聚合物为基质的复合绝缘体特性川。利用这一特性制成的自控加热元高分子PTC材料的研究。件，在施加一定交流或直流电压后，能迅速升温，电聚合物基PTC材料以高分子材料为基体，通过阻也迅速增大，并恒定在预定温度，从而起到调温功加人导电填料(炭黑、碳纤维、金属粉末、金属纤维能和灵敏的开关效应。等)，采用分散复合、层积复合以及形成表面导电膜最早的PTC材料是钦酸钡(BaTiq)系列的化等方式

7、而制得的一种多相复合高分子导电体系。最合物，采用陶瓷制造工艺烧结而成。由于它具有限常用的聚合物基PTC材料是聚乙烯/炭黑(PE/CB)温发热、无明火、不易引起燃烧、安全性好等特点而体系，其居里温度在110^-120℃之间。因为PE的作者简介:徐昌曦，男，硕士，从事炭材料的改性研究。第5期徐昌曦等:高温聚合物基PTC复合材料的制备软化温度低于1500C，对于温度高于150℃的需求，琳PE/CB体系已无能为力[’]。聚氯乙烯(PVC)由于琳/一一’在侧链上引人了刚性的氯原子，其软化温度较PE书宁