HDPE导电高分子复合材料的拉伸敏感特性.pdf

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1、CB／PA6／HDPE导电高分子复合材料的拉伸敏感特性《上海塑料》2015年第2期(总第170期)CB／PA6／HDPE导电高分子复合材料的拉伸敏感特性王宁，徐卓言，胡超，代坤，刘春太(郑州大学材料科学与工程学院，橡塑模具国家工程研究中心，河南郑州450001)摘要研究了含导电超细纤维网络的炭黑(CB)／尼龙6(PA6)／高密度聚乙烯(HDPE)导电高分子复合材料的拉伸敏感行为。结果表明：复合材料的电阻随拉伸变形的增大呈指数形式增加。在循环拉伸试验中，复合材料电性能在低应变(3％)时稳定性、可重复性好；在高应变(69／6)时响应度高，但可重复性差。此外，多次拉伸循环可明

2、显提高应变一电阻响应的稳定性。这与该过程中导电网络的结构演变密切相关。关键词炭黑；导电高分子复合材料；拉伸敏感特性；循环拉伸试验；导电性能中图分类号：TQ320．6文献标志码：A文章编号：1009—5993(2015)02—0034—04StrainSensingBehaviorsofCB／PA6／HDPEConductivePolymerCompositesWANGNing。XUZhuo．yan，HUChao，DAIK，L，UChun—f(SchoolofMaterialScienceandEngineering，ZhengzhouUniversity，Nationa

3、lEngineeringResearchCenterforAdvancedPolymerProcessingTechnology。Zhengzhou450001，China)Abstract：Thestrainsensingbehaviorsofcarbonblack(CB)／polyamide6(PA6)／highdensityDolyethy1ene(HDPE)conductivepolymercompositeswithanelectricallyconductiveultra—finefibrousnetworkwerestudied．Theresultssho

4、wthattheresistanceoftheCB／PA6／HDPEcorn—positesincreasesexponentiallywiththeincreaseofthetensiledeformation．Atastrainampli—tudeof3，thecompositeSHOWSgoodrecoverabilityandreproducibilityduringthecyclicten—siletest．Whenalargerstrain(6)isapplied，ahighsensingresponsivity，butapoorrepro—ducibili

5、tyiSobserved．Moreinterestingly，aftersevera1extension～retractioncycles，thepatternoftheresDonsiveCUrVeexhibitsnegligiblechanges，whichcanbeattributedtotheevolutionOfthecondUctjvenetworkmicrostructure．Keywords：carbonblack；conductivepolymercomposite；strainsensingbehavior；cyclictensiletest；con

6、ductiveproperties0前言导电高分子复合材料(CPCs)是指将金属粉末基金项目：NSFC一河南人才培养联合基金(U1204507)，或炭黑(CB)等导电填料分散到高分子基体中制备郑州大学优秀青年教师发展基金(1421320041)而成的一类新型功能材料。CPCs因其导电性能优作者简介：王宁(1991一)，男，研究生，从事导电高分子异、易成型、质量轻及成本低等特点，在航空航天、复合材料的制备、结构及性能研究。一34一CB／PA6／HDPE导电高分子复合材料的拉伸敏感特性《上海塑料》2015年第2期(总第170期)粒子可能从PA6纤维表面脱落而进入到HDPE合

7、材料的响应度也达到最大值。拉伸敏感响应曲基体中。这些散落的CB粒子及聚集体与PA6导线与时间一应变曲线的演变趋势一致，拉伸敏感行电网络骨架共同构建导电网络，大大降低了体系的为对拉应力无明显滞后现象。逾渗值。该导电体系的逾渗值(体积分数)为4．3_9]1．2O。为了获得良好的拉伸敏感可重复性，选用CB粒子的体积分数为7．78。115图3为CB／PA6／HDPE复合材料在拉伸过。1．10程中应力和电阻随应变的变化曲线。为了获取较1．05详细的关于CPCs微观结构演变的信息，笔者选取了稍低的拉伸速率1ram／rain。从图3可见：应力1．O0随