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导电复合材料目前主要是指复合型导电高分子材料, 是将聚合物与各种导电物质通过一定的复合方式构成.长期以来,高分子材料通常是作为绝缘材料在电气工业、安装工程、通讯工程等方面广泛使用。
目前,复合性导电高分子材料的应用日趋广泛,在电子、电气、石油化工、机械、照相、军火工业等领域,用于包装、保温、密封、集成电路材料等,其主要作用为:
(1)防止静电
普通高分子材料在加工和使用过程中,静电现象十分严重,在某些情况下,不但会影响材料的使用性能,甚至还会造成危害,如降低感光胶片的使用性能;塑料包装材料的静电吸尘,降低了商品价值;易燃、易爆环境使用的各种塑料制品和电子产品,由于静电引起的火花爆炸及燃烧。所有这些都应该采用导电复合、材料,以提高材料的静电能力。
(2)作为新型屏蔽材料
所谓对电磁波的屏蔽作用是指限制电磁波的能量由材料的一面向另一面传递,使用磁场强度或辐射强度降低,其屏蔽效果用电磁波衰减的分贝值DB表示,每衰减10DB,表示电磁波强度下降一个数量级。目前在塑料中填加金属箔片和金属纤维,是制造电磁波屏蔽用导电塑料的主要方法。
由于电子、通讯、信息技术的迅速发展,无限电射频干扰(信号干扰)不可避免,对屏蔽和隐身材料提出了更高的要求。铁氧体具有吸收电磁波的特性,但其加工工艺限制了它的应用,如果把铁氧体粉末与树脂复合物则可用热压方法制成各种形状的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂层以满足需要。
(3)电器工程及其他
复合导电塑料还大量用作高压电缆的内、外部的半导体层,以及低压电缆的外部半导体层。导电橡胶气密性好,经常用于密封材料。另外,导电橡胶在电子和电真空技术中经常用到,它可以克服由于锡焊造成的缺点,具有一定的强度和导电性。
复合型导电高分子材料是将聚合物与各种导电性物质通过一定的复合方法构成,它包括导电塑料、导电橡胶、导电涂料、导电纤维和导电胶粘剂等。
最常用的成型加工方法有:表面导电膜形成法、导电填料分散复合法、导电材料层积复合法等。
表面导电膜形成法
表面导电膜形成法,可以用导电涂料蒸镀金属或金属氧化物膜,也可以采用金属热喷涂、湿法镀层等形成表面导电膜。例如,聚酯薄膜上蒸镀金、铂或氧化铟等制成透明的导电性薄膜。
导电填料分散法
导电填料分散法:是目前生产导电高分子材料的主要方法,可用于制造各种导电高分子材料。导电材料过去常用碳黑,现在多采用碳纤维、石墨纤维、金属粉、金属纤维及碎片、镀金属的玻璃纤维及其他各种新型导电材料。
导电材料层积复合法
导电材料层积复合法:是将碳纤维毡、金属丝、片、带等导电层与塑料基体层叠压在一起制成的导电塑料。采用的金属丝、片、带主要有钢、铝、铜和不锈钢。
复合导电塑料采用的基体树脂范围相当广泛,常用的有:ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM,以及改性的PPO、PBT、PVC,掺和物PC/ABS等。
碳纤维自身是导电的,如果用绝缘的环氧树脂浸透,导电能力就很差了。导电能力取决于碳纤维相互之间能否接触,形成导电通路。
树脂基复合材料、聚合物基复合材料、高分子基复合材料区别???
你指的是碳纤维复合材料吧,增强材料是碳纤维,主要取决于基体材料。比如炭/炭复合材料,是碳纤维增强炭(石墨)基体的复合材料,属于无机材料,主要应用于高温、摩擦方面;碳纤维增强树脂基复合材料,是有...
复合材料有特性:  ...
石墨/ABS树脂导电复合材料的研究
用机械共混法制备电性能优良的丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)/石墨导电复合材料。研究了石墨含量、偶联剂对复合材料电导率和拉伸强度的影响。同时,使用扫描电镜(SEM)对复合材料的微观特征进行了分析,石墨粒子相互接触形成导电通路。高阻仪和万用表测试分析得出:石墨在ABS中的逾渗滤值约为35%。电子万能试验机测试分析出石墨含量为30%左右时,复合材料拉伸强度最大可达39.1 MPa。
聚丙烯导电复合材料的增韧改性研究
分别采用热塑性聚烯烃弹性体(POE)和马来酸酐接枝物(PE-g-MAH)对聚丙烯(PP)导电复合材料进行增韧改性,研究了它们对聚丙烯导电复合材料力学性能、流动性能、热性能及导电性能的影响,并对它们作了简单比较。结果表明:POE的增韧效果好于PE-g-MAH的,POE的加入使复合材料的冲击强度明显改善;两种增韧剂的加入均使复合材料的热变形温度降低,且对材料的导电性能影响不大;POE的加入改善了复合体系的流动性,而PE-g-MAH的加入使复合体系的流动性变差。
本项目较系统地研究了碳纤维增强水泥浆体的导电性能及力学性能,分析了多种因素对其性能的影响,从而获得者得一种力学性能优异、耐久性良好、异电性在广泛范围内可调的特种建筑材料。该项目从理论上探讨了水泥基导电复合材料的导电机理和导电模型,得出了水泥基导电复合材料的等效电路,提出了水泥基导电复合材料中导电材料掺量达到下阈值后的四个特性;研究了不同的碳纤维—水泥基体界面改性方法对CFRC力学及导电性能的影响,并运用微观测试手段分析了多种界面改性的机理;同时,对水泥基导电复合材料电导率测试方法进行了必要的探讨,对其作为电磁波吸收屏蔽材料、静电对策品、电热原件和接地电阻的可行性进行了试验。 2100433B
本论文以聚丙烯(PP)为基体,以炭黑(CB)为导电填料,利用熔融共混的方法制备聚丙烯导电复合材料。
重点研究了引入第三组分乙烯-丙烯酸共聚物(EAA),尼龙6(PA6)及碳纳米管(CNTs)对CB/PP体系的电性能及结构形态的影响。详细讨论了CB粒子的分散状况、复合材料的微观结构形态、结晶行为以及环境温度的改变与复合材料电性能之间的关系,探讨了其机理。
主要研究结果如下:
(1)室温电性能测试结果表明:在CB/PP体系中加入第三组分EAA或PA6,复合材料的体积电阻率显著下降。当PP/EAA质量比为60/40的时候,材料的导电性能最佳。PP/PA6质量比为80/20时体系电阻率下降最明显。采用CB/CNTs(质量比19:1)复合填料填充PP得到的电性能要优于单独填充其中一种导电填料。
(2)SEM观察发现:在CB/PP体系中,CB粒子均匀分散在PP基体中,但是在较小的炭黑含量下,很多地方未形成连续分布。在CB/PP-EAA和CB/PP-PA6体系中,CB选择性地分散于EAA或PA6相中,在PP中的含量很少。在CB/PP-EAA体系中,EAA呈条状伸长结构分散在PP中,并且随着EAA含量的增加,伸长结构之间更易形成连续的导电通路。在CB/PP-PA6体系中,PA6相在PP基体中能够形成纤维状伸长结构,并且纤维之间大部分能形成相互搭接的连续结构。
(3)阻-温关系测试表明:CB/PP复合材料的PTC强度达6个数量级,并且NTC效应也非常明显。复合材料的PTC行为与材料的结晶熔融过程密切相关。在升温过程中,CB/PP-EAA体系没有产生明显的电阻率突跃,合材料出现最大电阻率的峰是由EAA产生的。CB/PP-PA6体系没有产生PTC效应,体系在较宽的温度范围内具有非常稳定的电阻率值,并具有较好的热循环稳定性。这进一步说明了CB是选择性分散在EAA或PA6相中的。
(4)DSC结果表明:由于CB粒子的异相成核效应,填充一定量CB使EAA、PP的结晶温度均向高温方向移动12℃左右。CB/PP-EAA体系中PP的结晶温度相对CB/PP体系降低了7℃左右,EAA的结晶度下降。说明在双基体体系中,CB对PP结晶的成核作用减小,对EAA的结晶起一定的阻碍作用,因此可以推测CB主要分散在EAA相里,在PP中含量较少。
(5)动态流变测试表明:在CB/PP体系中,随着CB含量的增加,G′对ω的依赖性逐渐降低,当炭黑体积含量ω>0.05时,出现了“第二平台”,表明CB粒子与PP基体之间相互作用,形成了网络结构。当ω=0.025时,在低频区,随着CB/PP-EAA体系中EAA含量的增加,复合体系的G′增加,而CB填充PP/EAA(60/40)体系的G′值高于CB填充PP/EAA(50/50)体系。复合材料的流变行为与材料的电性能及SEM形貌结果密切相关。随着EAA含量增加,CB/PP-EAA体系的粘度降低。
批准号 |
59508014 |
项目名称 |
碳纤维增强水泥导电复合材料 |
项目类别 |
青年科学基金项目 |
申请代码 |
E08 |
项目负责人 |
彭勃 |
负责人职称 |
教授 |
依托单位 |
湖南大学 |
研究期限 |
1996-01-01 至 1998-12-31 |
支持经费 |
8(万元) |