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1、第25卷第2期中国塑料Vol.25,No.22011年2月CHINAPLASTICSFeb.,2011高密度聚乙烯/多壁碳纳米管和高密度聚乙烯/炭黑导电复合材料阻温特性的研究李博,季铁正,李佳,莫翔友(西北工业大学理学院应用化学系,陕西西安710129)摘要:采用溶液法制备了高密度聚乙烯/多壁碳纳米管(PEHD/MWCNTs)和PEHD/炭黑(CB)导电复合材料,并研究了该复合材料的阻温特性。结果表明,与PEHD/CB复合材料相比,PEHD/MWCNTs复合材料的室温电阻率更低,并且可以具有较高的正温度系数(PTC)强度和较小的负温度系数(NT
2、C)效应,因而具有更加广泛的应用前景。同时通过对PEHD/MWCNTs复合材料阻温全过程进行分析,发现PTC效应由碳纳米管向晶区扩散及基体体积膨胀效应共同作用所致,而NTC效应则是碳纳米管的热运动形成的相互接触所致,而并非粒子附聚。关键词:高密度聚乙烯;多壁碳纳米管;炭黑;导电复合材料;阻温特性中图分类号:TQ325.1+2文献标识码:B文章编号:10019278(2011)02006005ResearchonResistivitytemperatureCharacteristicsofPEHD/MWCNTsandPEHD/CBCom
3、positesLIBo,JITiezheng,LIJia,MOXiangyou(DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xian710129,China)Abstract:PEHD/MWCNTscompostiesandPEHD/CBcompositeswerepreparedbysolutionblendingandultrasonicdispersion.ItwasfoundthatPEHD/MWCNTscompositespos
4、sessedlowerresistivityatroomtemperature,higherpositivetemperaturecoefficient(PTC)intensity,andlowernegativetemperaturecoefficient(NTC)effect,whencomparedwithPEHD/CBcomposites.TheanalysisofthewholeresistivitytemperaturecurveofPEHD/MWCNTscompositesillustratedthatthePTCeffectwasresul
5、tedfromboththediffusionofMWCNTstocrystallineareasandthevolumeexpansionofthematrix;whileNTCeffectwascausedbycontactingbetweenMWCNTsduetotheirthermalmotion,ratherthantheagglomerationofparticles.Keywords:highdensitypolyethylene;multiwalledcarbonnanotube;carbonblack;conductivecomposite
6、;resistivitytemperaturecharacteristics0前言碳纳米管(CNT)是一种具有极高长径比的一维量[4]子材料。自1991年Iijima发现CNT以来即引起了聚合物基PTC材料发现于1939年。20世纪70人们的注意。CNT优异的电学性能使其可作为导电年代以来,PTC材料的填料以CB为主,该类材料在较[1]填料广泛应用于复合材料中。可以通过与CB填充的小的温度范围内电阻率呈现出数量级的变化,其效复合材料相比较,来研究CNT和CB对导电复合材料应与CB的结构、聚合物的结晶性和材料的热历史有[2]PTC效应的影响。关。PTC材料广泛
7、用于制作自控温电热器件、过热[3]已有学者对聚合物/CB复合材料的PTC效应机保护元件、感温元件等。[5]理作了较多的讨论。Kohler认为聚合物在晶区熔融收稿日期:20101025时,填料与基体的热膨胀差异导致导电组分分离而使[6]联系人,libo8588@yahoo.com.cn电阻率升高。Ohe与Natio则认为材料电阻率的变2011年2月中国塑料61[7]化与高温下CB粒子的无规分布有关。Heaney发分散到四氢萘溶液中,分散时间为20min;另外制备现,材料电阻率的变化与电流方向上材料厚度的变化PEHD/四氢萘溶液,将CB分散液与P
8、EHD溶液混之间并无突
