超高分子量聚乙烯基导电复合材料的电性能和自发热性能的研究

超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有优异的综合性能,本文采用凝胶结晶溶液方法制备了分别以碳纤维(CF)和镀镍碳纤维(NiCF)为导电填料,UHMWPE为基体的3个系列导电聚合物复合材料—UHMWPE/CF、UHMWPE/NiCF和UHMWPE/EMMA/CF复合体系,并分别对它们进行了室温伽马射线辐射处理,重点研究了这些材料的电性能和自发热性能,利用DSC、SEM、WAXS、DMA和体积膨胀等仪器进行了一系列测试表征。结果表明,NiCF作为导电填料时体系的逾渗阈值最低,为3vol%。伽马射线辐射处理不仅能有效提高材料的PTC效应,而且在合适的辐射剂量时也能有效提高材料的自发热性能。对材料介电性能的研究揭示了材料的交流电阻率与温度、频率的依赖关系。     

片状镍粉填充树脂基和石蜡基复合材料的微波电磁特性

以微米镍粉作为原料,采用湿法研磨法制备了片状镍粉,将其作为填料用于制备树脂基导电复合材料和石蜡基复合材料;测定了树脂基复合材料的电磁屏蔽性能与镍粉含量的关系,同时考察了片状镍粉/石蜡复合材料的吸波性能.结果表明,复合材料电磁屏蔽性能(SE)随着填料含量的增加而提高;厚度为5 mm的片状镍粉/石蜡复合材料在2 GHz附近的最小反射率可达-27 dB.这表明所制备的片状镍粉在电磁屏蔽及吸波领域具有很好的应用前景.     

具有高灵敏性且稳定可重复的正温度系数效应的PVDF/CF导电复合材料

以碳纤维(CF)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,通过熔融共混法制备PVDF/CF导电复合材料.所得复合材料具有显著的正温度系数(PTC)效应,温度上升到聚合物熔点附近时,电阻率对温度变化敏感.在转折温度区间(155.5~171.0oC,(35)(28)15.5oC)内,其体积电阻率的增加速率约为1.3×105?cm K-1.在不同CF含量下,复合材料表现出不同的PTC行为.随着CF含量的增加,其峰值电阻略有下降.高导电粒子含量下,无负温度系数(NTC)效应.在冷却循环过程,导电网络的重构性良好.复合材料即使经过多次热循环,依然表现出良好的PTC特性重现性.     

化学镀镍-钴合金碳纳米管/聚吡咯复合材料的微波吸收性能研究

采用化学镀法在碳纳米管表面均匀地镀覆了磁性镍-钴合金层及采用原位法制备了化学镀镍-钴合金碳纳米管/聚吡咯复合吸波材料。采用XRD、TEM、SEM、FT IR及振动样品磁强计等对碳纳米管镀镍-钴合金层的形貌、微结构与磁性能进行了分析,还采用网络矢量分析仪对该复合材料在3~6 GHz频段内的吸波性能进行了研究。结果表明,镍-钴合金层连续、均匀、完整地包覆在碳纳米管表面,化学镀后镀层呈非晶态。通过在碳纳米管表面镀上磁性金属镍-钴合金层可提升碳纳米管/聚吡咯复合材料的吸波性能,其复合材料最大反射率为-20d B。     

一种提高有机硅导电橡胶复合材料导电和电磁屏蔽性能的方法

描述了一种利用多元复合导电网络提高有机硅橡胶复合材料导电和电磁屏蔽性能的思想。这种含有多元复合导电网络的复合材料是通过将镀银泡沫、导电填料和有机硅橡胶复合在一起而制备的。利用扫描电子显微镜观察了复合材料的微观结构,采用电阻测试仪、矢量网络分析仪、热失重分析仪分别研究了复合材料的导电性、电磁屏蔽性能及热稳定性,并探讨了补强剂SiO2对这些性能的影响。结果表明,2%碳纳米管/导电泡沫/硅橡胶多元复合体系相比于2%碳纳米管/硅橡胶单一复合体系电阻率降低了6个数量级,平均电磁屏蔽效能由12dB提高到52dB,增大了4倍。当导电填料换为炭黑后,2%炭黑/导电泡沫/硅橡胶多元复合体系相比于2%炭黑/硅橡胶单一复合体系电阻率降低了7个数量级,平均电磁屏蔽效能由10dB提高到50dB,增大了5倍。由于多元复合导电网络,材料的导电性能和电磁屏蔽性能大幅度提升。此外,补强剂的加入增大了复合材料的热稳定性,但降低了其导电和电磁屏蔽性能。     

基体分子运动对聚偏氟乙烯/碳纤维复合材料的聚合物基正温度系数性能的影响

聚合物基正温度系数(PTC)材料中,基体分子在熔体状态下的运动能力可显著影响填料分布、PTC强度及稳定重复性等,明确其机理有利于高灵敏性且稳定可重复的PTC复合材料的设计与制备.通过探究基体熔体黏度不同的聚偏氟乙烯(PVDF)/碳纤维(CF)的电阻-温度响应行为,可以发现复合材料PTC转变温度区间仅取决于基体化学结构与结晶性,而PTC循环稳定性却受到基体分子运动能力的显著影响.当基体分子运动能力较强时,分子链极易黏附填料在CF表面形成包覆层,导致局部填料间距增大到隧穿距离以上,不利于复合材料导电网络的重建,导致随热循环次数增加,复合材料的室温电阻率有所升高,PTC可重复性略微降低.而对基体分子链缠结明显的PVDF/CF复合材料中,运动能力较弱的分子链不会包覆CF粒子,在多次升温-降温循环后导电通路能恢复到初始状态,复合材料呈现良好的PTC可重复性,将其应用于电路过热保护装置时,复合材料表现出灵敏的温度响应特性及可多次循环的开关特性.     

NiFe2O4/T-ZnOw复合材料的制备及电磁波吸收性能

采用铁氧体化学镀在四角氧化锌晶须(T-ZnOw)表面包覆NiFe2O4镀层,制备了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱分析仪对镀覆前后T-ZnOw的结构、形貌等进行了表征。利用矢量网络分析仪研究了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料的电磁波吸收性能。结果表明,化学镀覆后,在T-ZnOw表面包覆了尖晶石型NiFe2O4镀层,生成了NiFe2O4/T-ZnOw复合材料,该材料为磁损耗型材料。化学镀覆过程中T-ZnOw的装载量会影响复合材料的介电常数和磁导率,当T-ZnOw装载量为0.2g时,所制备的复合材料具有最大的介电常数、磁导率、介电损耗和磁损耗,当吸收层厚度达到3 mm时,反射率在14 GHz处达到-11 dB。     

碳纤维表面酰氯化及其与尼龙6的接枝Ι.接枝方法及复合材料的力学性能

通过碳纤维(CF)表面官能团的酰氯化,采用阴离子接枝反应制备了表面接枝尼龙6(PA6)的碳纤维. SEM观察表明,接枝PA6的CF表面呈粗颗粒状形态. XPS结果表明,CF表面N/C 比例由接枝前的0.030提高到接枝PA6后的0.061. 接枝率达2.1%以上. 接枝PA6的CF增强了CF与PA6复合材料界面的相互作用,剪切强度提高了14%.     

原位溶液聚合聚苯胺与聚苯乙烯溶液共混复合材料的制备及表征

以DNSA掺杂剂,在醇(或酮)-水介质中采用原位溶液聚合法制备出了聚苯胺,以溶液共混法制备出了聚苯胺/聚苯乙烯复合材料,采用红外光谱、热失重、元素分析、扫描电镜对产物进行了表征。结果显示：掺杂的聚苯胺电导率最高为0.65 S/cm,优于常用的DBSA,具有一定实用价值和理论意义。该复合材料表面电阻率最低为101Ω/□数量级,并在一定范围内可调,可用于电磁屏蔽,适合于聚合物表面使用。     

碳纳米管-聚乙烯复合材料的介电性能

采用熔融共混及模压的方法制备了碳纳米管(CNT)-高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,并用介电谱仪研究了逾渗值附近的导电填料对复合材料体系在不同温度、频率条件下的介电常数、介电损耗、交流电阻率的变化规律。结果表明:复合材料的介电常数、介电损耗均随CNT质量分数增加而逐渐增大;在频率为103~106 Hz,温度为40~130℃时,HDPE基体的介电常数随频率和温度的变化较小,而添加CNT填料的复合材料的介电常数随频率和温度的增加而略微降低。当w(CNT)0.5%时,复合材料的交流电阻率表现出对频率的强烈依赖性;而当w(CNT)0.5%时,在低频处表现出直流特性,在高频处显示出交流电阻率的降低。