【摘要】：為了減弱核-殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料(WPC)殼層因高密度聚乙烯(HDPE)的非極性結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的靜電效應(yīng),降低其表面電阻率,在WPC殼層添加炭黑(CB),運(yùn)用超高電阻測量儀、萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)、掃描電子顯微鏡以及差式掃描量熱儀對(duì)樣品進(jìn)行檢測分析,研究其電學(xué)性能、力學(xué)性能、微觀結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明,改性處理前,核-殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的表面電阻率約為10~(14)Ω,使用炭黑改性可以有效降低表面電阻率。殼層添加20%的炭黑后,表面電阻率降為10~6Ω。彎曲強(qiáng)度和彎曲模量分別增加21.56%和10.77%,沖擊強(qiáng)度也增加26.11%。掃描電子顯微鏡圖表明炭黑的加入會(huì)使得HDPE形成一定的片狀結(jié)構(gòu),有助于電子的移動(dòng)。炭黑的加入可作為HDPE成核劑,降低其熔融狀態(tài)起始溫度和熔融溫度,并降低其結(jié)晶度。
【圖文】：

?在(103±2)℃干燥6h，然后放入密閉容器儲(chǔ)存。再將木粉和HDPE(二者質(zhì)量比為6∶4)以及MAPE、滑石粉、聚乙烯蠟等助劑，經(jīng)高速混合機(jī)混合，進(jìn)行造粒、干燥，制成核層。③殼層/核層共擠出將殼層炭黑/HDPE母料顆粒置于單螺桿擠出機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)速為8r/min，機(jī)筒溫度設(shè)置為100、185、190、200、210℃;將木塑顆粒置于錐形雙螺桿擠出機(jī)，主機(jī)轉(zhuǎn)速為4.5r/min，機(jī)筒溫度設(shè)置為170、165、165、175、175、180℃，殼層與核層母料的質(zhì)量比約為1∶15，通過共擠機(jī)頭連接，制備炭黑/HDPE核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。圖1CB/HDPE核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料樣品示意圖Fig1SchematicofCB/HDPEshell-corestructureWPC1.4測試與表征表面電阻率(Ｒs)測試:根據(jù)GB/T1410—2006，應(yīng)用數(shù)字超高電阻、微電流測量儀測試，試樣尺寸100mm×100mm×8mm，樣品數(shù)為3個(gè)。力學(xué)性能測試:采用電子萬能試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)GB/·105·

塑料工業(yè)2016年T29418—2012測試彎曲性能，試件尺寸為210mm×20mm×8mm，支點(diǎn)跨距為200mm，加壓速度設(shè)置為2mm/min。沖擊強(qiáng)度使用沖擊試驗(yàn)機(jī)，按照GB/T14153—2002測試，試件尺寸為100mm×10mm×8mm，樣品數(shù)均為6個(gè)。界面形貌結(jié)構(gòu)測試:用環(huán)境掃描電子顯微鏡對(duì)材料沖斷面進(jìn)行觀察，，對(duì)其進(jìn)行噴金處理，掃描電鏡加載電壓為15kV。熱性能測試:采用TG-DSC，在N2氣氛下(N2流速20mL/min)，升溫速率為20℃/min，溫度范圍為室溫至200℃。2結(jié)果與討論2.1導(dǎo)電性能分析圖2炭黑添加量對(duì)木塑復(fù)合材料殼層表面電阻率的影響Fig2Effectsofcarbonblackdosagesonthesurfaceresistivityofshelllayerofshell-corestructureWPC從圖2中可以看出，炭黑的添加有利于降低CB/HDPE核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的表面電阻率。當(dāng)表面沒有添加炭黑時(shí)，核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的表面電阻率為1014Ω，表面電阻率較大。在添加炭黑之后，其表面電阻率有一定程度的下降。當(dāng)添加10%左右的炭黑之后，其表面電阻率達(dá)到1012Ω，表面電阻率下降2個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)，復(fù)合材料的表面電阻率出現(xiàn)了“斷崖式”下降，表面電阻率達(dá)到106Ω，較未添加炭黑的復(fù)合材料表面電阻率大大下降了約8個(gè)數(shù)量級(jí)。由此可表明在添加量約為20%時(shí)，材料出現(xiàn)滲流現(xiàn)象，由絕緣體轉(zhuǎn)變?yōu)榘雽?dǎo)體。按照GB50174—2008的要求，經(jīng)CB改性的核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料完全符合電子信息系統(tǒng)機(jī)房的主機(jī)房及輔助區(qū)的地板的靜電防護(hù)要求。經(jīng)過共擠出技術(shù)所制備的核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)合材料的殼層/核層的厚度比為1/14，其炭黑用量較整體木塑復(fù)合材料添加劑用量要小的多，可以達(dá)到減少添加劑用量而實(shí)現(xiàn)功能化的要求。2.2力學(xué)性能分析表1為添加炭黑的CB/HDPE核－殼結(jié)構(gòu)木塑復(fù)?

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