新型微納疊層導電復合材料制備裝置及其性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，人們對塑料制品的要求也越來越高。以往塑料工業(yè)的發(fā)展主要依賴于絕緣產品的研究和應用，隨著科學家們對半導體、導體甚至超導體的探索及各行業(yè)對導電塑料應用需求的增大，導電塑料生產技術發(fā)展日新月異。微層共擠出技術最早由美國科學家于上世紀60年代末提出，作為一種先進的成型技術，可將兩種或多種不同聚合物加工成具有成百上千層交替結構的復合材料。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該技術正逐漸由科學研究階段向工業(yè)應用階段過渡。本文以微層共擠出技術為基礎，主

2、要對交替多層結構復合材料的導電性進行了研究。
　　 1、本文對導電塑料不同的制備方法進行了總結，并對各種導電理論進行了綜述;對微層共擠出技術的發(fā)展及現(xiàn)狀進行了概括，并著重描述微層共擠出技術的原理;提出了一種全新的微層共擠出技術。
　　 2、設計了微層共擠出技術的核心設備-層疊器，并對其結構原理進行了詳細的描述，針對層疊器的分層效果進行了相關實驗。實驗結果表明，與搭接式層倍增模具相比，無論是分層效果還是分層效率，層疊器都有

3、明顯優(yōu)勢;層疊器可使復合材料的層數(shù)呈22n+1提高，且微層分布均勻，可通過螺桿轉速及口模厚度調節(jié)。
　　 3、采用實驗室自制的微層共擠實驗設備，主要研究了不同聚合物/導電填料體系的導電性能，并與傳統(tǒng)加工工藝進行了對比。實驗結果表明，交替結構導電復合材料可通過雙逾滲行為極大降低逾滲閾值，可降低成本;層數(shù)的增多會對填料在聚合物基體中的分散狀態(tài)產生變化，進而對復合材料的導電效果產生不利影響;微層結構對炭黑(CB)及不銹鋼纖維(SSF)

4、兩種填料在PP基體中形態(tài)的影響不同，前者主要體現(xiàn)在對CB團聚體及鏈狀結構的破壞，后者主要體現(xiàn)在對SSF在基體中的取向影響，從而導致導電各向異性。
　　 4、層疊器流道由四個分流道組成，流程差導致聚合物熔體在其中的流動并不均勻，采用ANSYS軟件對已有層疊器流道結構進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)保持其他結構尺寸不變，只改變上下兩分流道的入口尺寸即可;另外針對已有帶阻尼塊成型口模對微層結構的破壞作用，建議采用T型口模，并通過模擬分析得到理想的口模結