體積膨脹對(duì)聚合物PTC材料導(dǎo)電行為的影響.pdf

1、自行設(shè)計(jì)制作電阻-體積膨脹-溫度同步測(cè)量裝置,研究了炭黑(CB)填充聚合物基PTC材料的電阻率隨體積膨脹的變化關(guān)系,聚合物基體分別為結(jié)晶聚合物高密度聚乙烯(HDPE)和非晶聚合物聚苯乙烯(PS).研究結(jié)果表明,無論結(jié)晶還是非晶聚合物體系,體積膨脹都是引起復(fù)合材料PTC效應(yīng)的重要原因,聚合物基體的熱膨脹程度越大,PTC效應(yīng)也越明顯.PTC轉(zhuǎn)變溫度與體積膨脹的轉(zhuǎn)變溫度非常一致,對(duì)于結(jié)晶聚合物基體體系,PTC轉(zhuǎn)變溫度在基體的熔點(diǎn)附近,而對(duì)于非

2、晶聚合物基體體系,PTC轉(zhuǎn)變溫度在基體的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度附近.使用有效介質(zhì)普適方程(GEM方程)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到導(dǎo)電復(fù)合村料的理論滲流曲線,根據(jù)GEM方程和基體的體積膨脹,建立起一個(gè)數(shù)學(xué)模型.可以利用這個(gè)模型,對(duì)基體體積膨脹對(duì)PTC轉(zhuǎn)變的貢獻(xiàn)進(jìn)行了定量分析,表明PTC轉(zhuǎn)變區(qū)的電阻突變與滲流曲線在臨界體積分?jǐn)?shù)附近的電阻率突變?cè)趯?dǎo)電機(jī)制上是相同的.隨著聚合物基體的熱膨脹,無論是結(jié)晶聚合物基體或非晶聚合物基體體系,只要導(dǎo)電填料的體積分?jǐn)?shù)