PE_CB_EPDM导电复合材料的研究.pdf

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1、加工·应用弹性体,2002204225,12(2):35～38CHINAELASTOMERICS3PE/CB/EPDM导电复合材料的研究夏　英(大连轻工业学院材料系,辽宁大连　116034)摘　要:通过研究不同种类炭黑及基体树脂等对于导电复合材料电性能和力学性能的影响,确立了以HDPE为基材,导电炭黑为填料的导电复合体系。实验结果表明:当EPDM加入量为10～15份时,HDPE/CB/EPDM复合材料具有较好的综合性能。关键词:树脂;炭黑;导电复合材料+中图分类号:TQ333.4;TQ325.12文献标识码:A文章编号:100523174(2

2、002)0220035204　　随着电子技术的迅猛发展和电子产品的普及,胶株式会社;高密度聚乙烯(HDPE):GF-7750,导电高分子材料的需求量与日俱增,应用范围不断辽阳石油化纤公司;低密度聚乙烯(LDPE):112A扩大。根据导电本质的不同,导电高分子材料可分-1,北京燕山石油化工公司;抗氧剂1010:市售;[1]为结构型(本征型)和复合型两种。结构型导电高导电炭黑:抚顺化工厂;乙炔炭黑(ACET):市售。分子材料是利用化学的方法(如无规共聚和接枝共两种炭黑的性能指标见表1。聚),从改变高分子结构的角度来实现其导电功能,表1　两种不同炭

3、黑的性能指标[2]材料本身具有导电性,如TCNQ、聚乙炔、聚吡咯等。性　能　指　标炭黑类型粒径/nm比表面积/(m2-1)吸油值/(cm3-1)pH值但这种类型的导电高分子材料由于在批量生产以及·g·g应用方面存在许多难题,至今尚未普及。而复合型乙炔炭黑40～5060～703.0～3.45.0～7.0导电炭黑338285.866.5导电高分子材料则是利用机械共混的方法,通过在高分子基体中加入导电填料(如各种金属粉未、金属1.2　样品制备纤维、碳纤维、炭黑等),经过分散复合、层积复合等将基体树脂与干燥好的炭黑及其它助剂按一手段来赋予其导电功能的

4、。因而与结构型导电高分定比例在高速混合器中拌匀,经双辊开炼机混炼子材料相比,复合型导电高分子材料具有成本低、工下片,于100t平板压机中压制成一定厚度的样艺简单、易于加工成型等特点。为此笔者采用了机品。压制成型条件:预热5min;热压压力15～械共混的方法,以期通过考察不同炭黑及基体树脂18MPa;温度170℃;时间约5min。等对复合材料电性能和力学性能的影响,研制开发1.3　样品测试出具有良好综合性能的导电高分子复合材料。1.3.1　体积电阻率测试7对体积电阻Rv>10的样片,用高阻计1　实验部分(ZC3121型)按照GB1044270的

5、方法进行测试;对1.1　主要原料体积电阻Rv<107的样片,用数字万用表(DT2三元乙丙橡胶(EPDM):EP65,日本合成橡9202)在标准电极上进行测试。测得的体积电阻收稿日期:2001211218按下式换算为体积电阻率(ρv)。作者简介:夏英(1966-),女,浙江省绍兴市人,副教授、ρ硕士,主要从事高分子材料的共混改性及复合功能材料v=Rv·Ae/t的研究,已出版专著一部,发表论文十余篇。式中ρ:v———体积电阻率,Ω·cm;3辽宁省教育厅高等学校科学研究资助项目(20061201)·36·弹　性　体第12卷22Ae=π/4·(d1+

6、g)cm;团少,pH呈弱碱性),因而将其填充到聚合物基体t—平板试样厚度,cm;时,炭黑粒子相互接触的几率大,分散性好,从而在d1—平板测量电极直径,cm。添加量较少时就可形成导电通路,表现为渗滤阈值1.3.2　力学性能测试低,复合材料的电阻率小。拉伸强度按照GB1040279的标准方法进行2.2　基体树脂种类的确定测试,拉伸速度为60cm/min;冲击强度按照复合材料的电性能不仅与炭黑的种类、用量GB1843280的标准方法测试。有关,而且在很大程度上还与基体聚合物树脂的性质有关。实验中将导电炭黑分别掺混到HDPE2　实验结果与讨论与LDP

7、E树脂基体中,考察了两种树脂对复合材2.1　炭黑种类与临界组成的确定料电性能的影响,见图2。图1是在HDPE中分别添加导电炭黑与乙炔炭黑时复合材料的体积电阻率随炭黑含量变化的曲线。图2　不同基体树脂对复合材料电性能的影响研究发现:以HDPE为基体的复合材料,其电阻率低于以LDPE为基体的复合材料。这是因为两种图1　体积电阻率与炭黑种类的关系树脂的结晶度不同而致。由于HDPE的结晶度比从图1中可知,两种炭黑对复合材料电阻率的LDPE高,在相同炭黑含量的情况下,处于聚合物非影响趋势相同,即随着炭黑含量的增加,体积电阻晶相中的炭黑粒子,其在HDPE

8、中的浓度相对于其率下降,导电性增加,并呈现出电阻率与炭黑含量在LDPE中的浓度要高,因而形成的导电通路就多,的非线性关系。当炭黑含量较低时,电阻率下降不电阻率也低。