复合型导电塑料的制备及性能.pdfVIP

中文摘要 塑料一般都具有良好的绝缘性能，并因此在很多领域得到了广泛应用，例如 电线电缆、电子电气等。但是随着社会的发展和科技的进步，在某些领域塑料的 绝缘性能反而变成了不利因素，于是人们开始研究如何改善塑料的导电性能。目 前主要有两种方法，一种是改进分子结构，即制备结构型导电塑料，另一种是与 可导电的填料复合，即制备复合型导电塑料。 目前生产纤维复合型导电塑料的工艺主要为双螺杆反应挤出工艺，纤维在该 工艺过程中受到很强的剪切作用，导致纤维长度过短，添加量高，而且纤维对设 备磨损严重。国外已经有企业采用电缆包覆工艺生产导电塑料，该工艺可最大限 度保持纤维的长径比，制备的导电塑料各项性能优异，但国内尚没有突破这一工 艺的技术瓶颈。 本研究打破了国外对我国的技术垄断，采用电缆包覆工艺成功制备了不锈钢 纤维/聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（SSF/PC/ABS）、碳纤维/尼龙6 （CF/PA6 ） 和镀镍碳纤维/PC/ABS （NCF/PC/ABS ）三种复合型导电塑料，并分别对其显微 结构、导电性能、力学性能和屏蔽性能等进行了对比分析，结果如下： （1）先对三种导电纤维分别进行预处理，然后再制备导电塑料，可使纤维 在树脂基体中均匀分散，否则纤维易出现团聚现象。采用电缆包覆工艺制备的导 电塑料，各方面性能均高于采用反应挤出工艺所制备的样品。 （2 ）随着纤维含量 （本文中所提到含量如无特殊说明均指质量含量）的提 高，三种材料的导电性能都逐渐提高。其中NCF/PC/ABS 的体积电阻率最低可 -2 0 达到10 Ω·cm 。CF/PA6 的导电性能最差，只有10 Ω·cm，由此也可看出CF 镀 镍后可大幅度提高其导电性。 （3 ）CF 对材料的增强效果最好，CF/PA6 的拉伸强度最高可达247 MPa ， 弯曲强度可到299 MPa ，而SSF 对材料的增强效果最小。三种纤维的加入都会大 幅度降低材料的断裂伸长率。另外，阻燃剂的加入会对材料的力学性能产生影响， 但不会影响其体积电阻率。 （4 ）NCF/PC/ABS 的屏蔽效能可达到70~90 dB，能够满足航空航天和军用 要求；SSF/PC/ABS 的屏蔽效能也可达到30~65 dB，足够在一般电子电器设备上 使用。 （5 ）分别将三种材料与国外同类产品的各项性能进行了测试对比发现，三 种材料的各项性能指标均已达到甚至超过了国外同类产品。 关键词： 复合型导电塑料 不锈钢纤维 碳纤维 镀镍碳纤维 ABSTRACT Generally, plastics show good insulating property, therefore they are widely used in many fields, such as wire, cable, electronics, etc. However, with the development of society and technology, in some areas, the insulation of plastics has became a negative factor, thus people have been studying on how to improve conductivity of plastics. For the present, there are mainly two kinds of this plastic. One is inherently conductive plastics, and the other is compound conductive plastics. At present, the fiber compound conductive plastics are mostly prepared by reactive extrusion process. The fibers will get very strong shear eff