氣相生長(zhǎng)碳纖維填充多相聚合物體系相結(jié)構(gòu)、結(jié)晶與電性能的研究.pdf

1、本論文選用高密度聚乙烯(HDPE)/等規(guī)聚丙烯(iPP)、HDPE/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏氟乙烯(PVDF)/PMMA三種典型的聚合物共混物為基體，并分別填充氣相生長(zhǎng)碳纖維(VGCF)，研究VGCF對(duì)體系相結(jié)構(gòu)、結(jié)晶、熔融行為及電性能的影響。結(jié)果表明，VGCF填充HDPE/iPP、HDPE/PMMA、PVDF/PMMA復(fù)合材料的滲流閾值分別是1.5phr、1.25phr、5phrVGCF的含量，在VGCF/HDPE/iPP、

2、VGCF/HDPE/PMMA體系中，VGCF選擇性富集于HDPE相中，使體系的導(dǎo)電性能呈現(xiàn)雙重滲流現(xiàn)象。同時(shí)，富集相中VGCF濃度的升高，使得體系在較低的滲流閾值就能形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。 在HDPE/iPP共混體系中，iPP的結(jié)晶峰溫度(Tp)和熔點(diǎn)(Tm)隨著HDPE/iPP配比變化不大，但是iPP的結(jié)晶度(Xc)隨著HDPE含量的增加而下降。與HDPE/iPP共混物相比，VGCF的加入使iPP的Tp和Tm有較大的升高，但是對(duì)Xc影

3、響不大，而且由于VGCF選擇性富集于HDPE相，VGCF/HDPE/iPP復(fù)合材料中HDPE更容易形成連續(xù)相，相結(jié)構(gòu)的突變導(dǎo)致Tp的激烈變化。 對(duì)于HDPE/PMMA，HDPE的Tp隨組分改變的并不明顯。共混物中HDPE含量分別低于50wt％和40wt％時(shí)，相對(duì)應(yīng)的HDPE的Tm和Xc下降明顯。對(duì)于VGCF/HDPE/PMMA體系，由于VGCF選擇性富集于HDPE相，因此HDPE的Tp比未填充時(shí)有所升高，但VGCF的加入對(duì)HDP

4、E的Tm和Xc影響不大。非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，VGCF的加入會(huì)使Ozawa指數(shù)n降低。在較高結(jié)晶溫度時(shí)，單純HDPE和VGCF/HDPE復(fù)合體系n值都大約為2，說明以上體系是異相成核伴隨著二維晶體生長(zhǎng)。HDPE/PMMA(50/50)共混體系的n約等于3，說明是異相成核伴隨著三維晶體生長(zhǎng)。在某一特定溫度時(shí)，VGCF/HDPE/PMMA復(fù)合材料的n值出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，說明此時(shí)的結(jié)晶機(jī)理產(chǎn)生變化，可能與VGCF選擇性富集于HDPE相有關(guān)。

5、 對(duì)于PVDF/PMMA共混體系，PMMA的加入使PVDF的結(jié)晶受阻礙。與PVDF/PMMA相比，VGCF的加入對(duì)Tm影響不大，但是卻使Xc下降，原因可能是VGCF選擇性富集于PVDF相，大量纖維的存在阻礙了PVDF分子鏈的運(yùn)動(dòng)。用Jeziorny修正的Avrami方程研究共混物和復(fù)合材料的非等溫結(jié)晶動(dòng)力學(xué)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在不同降溫速率下，ln(-ln(1-Xt))與lnt都具有較好的線性關(guān)系。同樣的降溫速率下未填充VGCF共混物的t1/2