溶液法聚乙烯-石墨PTC導電復合材料的研究.pdf

1、本論文選用我國蘊藏量極大，價格低廉的天然鱗片石墨材料作為導電填料，聚乙烯作為基體，采用溶液混合(SM)的方法制作出了目標高分子復合導電材料，經(jīng)過系統(tǒng)電學性能研究證明具有良好PTC效應。借助光學顯微鏡(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合體系進行了詳細的研究，并對實驗結果作了全面分析。 研究首次采用SM法制備出HDPE/石墨PTC導電復合材料，研究了SM法復合導電材料的室溫導電特性，材料的臨界濃

2、度，阻溫特性。在與熔融混合(MM)方法制備的同類復合導電材料進行對比的基礎上，從微觀形態(tài)的角度討論了不同方法制備的復合材料導電性差異，并分析了原因。SM法制備的HDPE/石墨體系在120℃-135℃溫度范圍內，產(chǎn)生正溫度系數(shù)(PTC)效應，材料的電阻率提高可達8個數(shù)量級。PTC效應隨著溫度的提高逐步增大，一般在135℃左右達到最大值。當溫度接近熔點時出現(xiàn)NTC效應。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變溫度相一致。石墨含量在臨界濃度值60份附近時復合材料可以獲得最大PTC效應。 本文對SM法制備的復合材料導電行為作了深入的研究。探討了影響SM法復合材料PTC效應的因素。系統(tǒng)的考察了石墨粒度及石墨含量、基體材料的結晶度、制備工藝等因素對這種復合材料PTC效應的影響。 在高分子基PTC材料中，由于添加了導電粒子而使復合材料的機械性能大幅度的下降，脆性非常大，直接影響復合

4、材料的應用，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合材料PTC效應的影響，以及對機械性能的改善程度。實驗結果表明通過加入一定量的成核劑和增塑劑，復合材料的結晶度降低，晶粒細化，石墨的分散比較均勻，復合材料的力學性能得到很大的改善，同時保持了較好的PTC效應。 為了增加PTC復合材料的實