高分子PTC材料学位论文(华中科技大学 博士)part 09教材.pdfVIP

6 HDPE/CB-GP 复合材料体系的研究 具有PTC 特性的复合材料具有多样性的特点 碳黑是一种细微粉状物 单个颗 粒 15 70nm,所以比较容易分散在 HDPE 中 但多以聚集体的形式存在 另一种常 见 便宜 易得的导电填料石墨 graphite 简称GP 是一种片层状的导电物 粒径 4 m 左右 层间距0.34nm 也是一种导电性良好的物质 这里我们研究只用一种聚 合物HDPE 作为PTC 复合材料的基体 在其它添加剂 如抗氧剂 阻燃剂 交联剂 和润滑剂等辅助填料的总量为11wt% 和HDPE(含量43wt%) 的总量一定时 再加入 石墨和碳黑一起作为复合材料中的导电成分 构成了HDPE/CB-GP 复合材料 研究 了通过改变石墨和碳黑两种导电填料的比例对复合材料室温电阻率和PTC 强度的影响 6.1 HDPE/CB-GP 复合材料体系物质组成 将HDPE/CB-GP 复合材料的组成设计成如表6.1 所示 表6.1 HDPE-EVA/CB 体系的物质组成 Table 6.1 HDPE/CB-GP composites composition 号 编 品 样 CB 和 辅助填料 HDPE wt% GP 质 CB wt% GP wt% wt% 量比 3001 46 10 比0 43 0 11 3002 46 6 比4 25.8 17.2 11 3003 46 5 比5 21.5 21.5 11 3004 46 4 比6 17.2 25.8 11 3005 46 2 比8 8.6 34.4 11 3006 46 0 比10 0 43 11 6.2 HDPE/CB-GP 复合材料中GP 含量对室温电阻率的影响 对HDPE/CB-GP 复合材料体系 当导电填料完全是碳黑或者完全是石墨时 复 合材料的室温电阻率都较小 即这时碳黑或者石墨在复合材料中都容易形成导电链 72 而当以碳黑和石墨作为混合导电填料时 由于它们本身在结构和颗粒度上有很大的 差异性 使它们在复合材料中可能形成各自的导电链结构 碳黑是由点形成的线性 链状导电链 石墨则是以小片状形成的层状结构 在复合材料中这两种不同的导电 链出现交叠时 由于导电链的相互交错而易使他们各自的导电链发生一定程度的断 裂 特别是碳黑形成的线型链状导电链很容易被石墨形成的层状导电链截断 这样 致使含有CB 和GP 这两个导电性良好的导电填料形成的HDPE/CB-GP 复合材料的 室温电阻率反而较它们单独作导电填料时有明显的增大 特别是它们各占 50wt%时 复合材料的室温电阻率达最大值 6.3 HDPE/CB-GP 复合材料中GP 含量对PTC 强度的影响 在HDPE/CB-GP 复合材料中 随着石墨含量的增加 复合材料的PTC 强度逐步 减小 而NTC 强度有逐步增加的趋势 在石墨含量达到34.4wt% 以上时则趋于稳定 这可能时由于石墨的颗粒度比较大 在复合材料中导电填料一定时 尽管石墨分子 之间可以容易地相互接触形成片状的导电通道 但是导电通道的数目不如粒度比较