溶液法聚乙烯-石墨PTC導(dǎo)電復(fù)合材料的研究.pdf

1、本論文選用我國蘊(yùn)藏量極大，價(jià)格低廉的天然鱗片石墨材料作為導(dǎo)電填料，聚乙烯作為基體，采用溶液混合(SM)的方法制作出了目標(biāo)高分子復(fù)合導(dǎo)電材料，經(jīng)過系統(tǒng)電學(xué)性能研究證明具有良好PTC效應(yīng)。借助光學(xué)顯微鏡(OM)、差示掃描量熱法(DSC)等多種分析手段對溶液法石墨填充聚乙烯復(fù)合體系進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作了全面分析。 研究首次采用SM法制備出HDPE/石墨PTC導(dǎo)電復(fù)合材料，研究了SM法復(fù)合導(dǎo)電材料的室溫導(dǎo)電特性，材料的臨界濃

2、度，阻溫特性。在與熔融混合(MM)方法制備的同類復(fù)合導(dǎo)電材料進(jìn)行對比的基礎(chǔ)上，從微觀形態(tài)的角度討論了不同方法制備的復(fù)合材料導(dǎo)電性差異，并分析了原因。SM法制備的HDPE/石墨體系在120℃-135℃溫度范圍內(nèi)，產(chǎn)生正溫度系數(shù)(PTC)效應(yīng)，材料的電阻率提高可達(dá)8個(gè)數(shù)量級。PTC效應(yīng)隨著溫度的提高逐步增大，一般在135℃左右達(dá)到最大值。當(dāng)溫度接近熔點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)NTC效應(yīng)。其電阻率溫度敏感范圍隨著石墨含量的不同有所不同，基本上隨著石墨含量的提高

3、，敏感起始溫度也隨之提高，其變化規(guī)律與材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度相一致。石墨含量在臨界濃度值60份附近時(shí)復(fù)合材料可以獲得最大PTC效應(yīng)。 本文對SM法制備的復(fù)合材料導(dǎo)電行為作了深入的研究。探討了影響SM法復(fù)合材料PTC效應(yīng)的因素。系統(tǒng)的考察了石墨粒度及石墨含量、基體材料的結(jié)晶度、制備工藝等因素對這種復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響。 在高分子基PTC材料中，由于添加了導(dǎo)電粒子而使復(fù)合材料的機(jī)械性能大幅度的下降，脆性非常大，直接影響復(fù)合

4、材料的應(yīng)用，要得到良好的功能特性、穩(wěn)定性，必須使材料要有良好的熱穩(wěn)定性和加工性能，因此需要探討加入添加劑來改善復(fù)合體系的綜合性能。以液體石蠟和聚乙烯蠟為增塑劑，硬脂酸鈉為成核劑，研究加入添加劑對復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響，以及對機(jī)械性能的改善程度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過加入一定量的成核劑和增塑劑，復(fù)合材料的結(jié)晶度降低，晶粒細(xì)化，石墨的分散比較均勻，復(fù)合材料的力學(xué)性能得到很大的改善，同時(shí)保持了較好的PTC效應(yīng)。 為了增加PTC復(fù)合材料的實(shí)