以機(jī)械活化法制備PVC/石墨/木薯渣三相木塑導(dǎo)電復(fù)合材料,采用力學(xué)性能測試、電阻率測試及TGA和DSC分析對導(dǎo)電復(fù)合材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明:木薯渣含量在15%以下時(shí)對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響不大,當(dāng)木薯渣添加量達(dá)到15%時(shí),復(fù)合材料的導(dǎo)電滲濾閥值增加到6%⁸%,電阻率從2.418×10⁷Ω·cm降低到40.283Ω·cm,拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度可達(dá)50.13 MPa和47.76 MPa,比未添加木薯渣時(shí)分別提升了9.4%和19.3%。TGA和DSC分析結(jié)果表明:采用機(jī)械球磨法制備PVC/石墨/木薯渣系列導(dǎo)電復(fù)合材料,可以有效提升材料的耐熱性能。 

【文章來源】：廣西大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016,41(03)北大核心

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木薯渣用量對PVC/15%C/木薯渣三相復(fù)合材料電阻率的影響

?春喜牧系?電阻率隨著木薯渣用量的增加而增加，當(dāng)木薯渣用量少于15%時(shí)，電阻率增加趨勢緩慢，而超過15%后，電阻率開始急劇增高，木薯渣含量為40%時(shí)，電阻率達(dá)到了50.268Ω·cm。這主要是因?yàn)槟臼碓鼘俳^緣材料，加入少量的木薯渣只會造成部分導(dǎo)電通路受阻，大部分石墨顆粒仍然能夠形成連通網(wǎng)絡(luò)，對導(dǎo)電性能影響不大;當(dāng)其用量增大到一定程度后，不僅會阻礙石墨顆粒形成連通網(wǎng)絡(luò)，破壞了大量的導(dǎo)電通路，同時(shí)還會造成復(fù)合材料相界面損傷，相互間粘結(jié)變差，從而使電阻率急劇升高，導(dǎo)電性能降低，因此木薯渣用量不宜超過15%。從圖2可以看出，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都是隨著木薯渣含量的增大而增大，當(dāng)木薯渣含量為15%時(shí)達(dá)到最大值，分別為37.28MPa和36.47MPa;繼續(xù)增加用量時(shí)，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度反而降低。圖1木薯渣用量對PVC/15%C/木薯渣三相復(fù)合材料電阻率的影響Fig.1TheeffectofcassavaresiduecontentonresistivityofPVC/15%C/cassavaresiduecomposites圖2木薯渣含量對PVC/15%C/木薯渣三相復(fù)合材料力學(xué)性能的影響Fig.2TheeffectofcassavaresiduecontentonmechanicalpropertiesofPVC/15%C/cassavaresiduecomposites2.2PVC/石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料制備與性能由以上實(shí)驗(yàn)可知，少量的木薯渣不僅對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響不大，還可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。本實(shí)驗(yàn)將木薯渣用量固定為15%，石墨經(jīng)2%KH570預(yù)處理，機(jī)械球磨轉(zhuǎn)速150r/min，球磨時(shí)間60min，熱壓15min后再冷壓10min，制備PVC/石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)首先考察了石墨含量對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響，結(jié)果見圖3所示。圖3中曲線A和B分別是未添加木薯渣和添加木薯渣，含量為15%時(shí)，石墨含量對復(fù)合材料電阻率的影響。從圖3可見，添加木薯渣后，復(fù)合材料的電阻率要明顯高于

了6%～8%。這表明木薯渣確實(shí)阻礙了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，從而使材料發(fā)生導(dǎo)電滲濾所需要的導(dǎo)電顆粒增加，以此來彌補(bǔ)木薯渣對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的阻礙，當(dāng)石墨含量較大時(shí)，已經(jīng)足夠在材料內(nèi)部形成導(dǎo)電所需要的網(wǎng)絡(luò)數(shù)量，這時(shí)候木薯渣對材料的電阻率又影響明顯減校從圖4可見，當(dāng)固定木薯渣含量為15%時(shí)，隨著石墨含量的增加，PVC/石墨/木薯渣三相復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度先升高后降低，當(dāng)石墨含量為6%時(shí)兩者達(dá)到最大值50.13MPa和47.76MPa，比未添加木薯渣時(shí)分別提升了9.4%和19.3%，表明適量的木薯渣對復(fù)合材料的力學(xué)性能起到了增強(qiáng)作用。圖3石墨含量對PVC/石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料電阻率的影響Fig.3TheeffectofgraphitecontentonresistivityofPVC/graphite/15%cassavaresiduecomposites圖4石墨含量對PVC/石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料力學(xué)性能的影響Fig.4TheeffectofgraphitecontentonmechanicalpropertiesofPVC/graphite/15%cassavaresiduecomposites2.3PVC/15%石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料熱性能分析實(shí)驗(yàn)分別采用TGA和DSC來分析測定復(fù)合材料的熱分解溫度和軟化點(diǎn)。TGA是用來檢測復(fù)合材料熱分解溫度的一種方法，對產(chǎn)品的后續(xù)加工和工業(yè)化生產(chǎn)都有極大的意義［9］。實(shí)驗(yàn)中分別考察了純PVC材料和PVC/石墨/木薯渣三相復(fù)合材料TGA分解溫度，如圖5和圖6所示:圖5純PVCTGAFig.5TGAanalysisofpurePVC圖6PVC15%/石墨/15%木薯渣復(fù)合板材TGA分析Fig.6TGAanalysisofPVC/15%graphite/15%cassavaresidue從圖5可見，純PVC制備的單相材料的TGA熱分解溫度是287.61℃，由圖6可見，PVC/15%石墨/15%木薯渣三相復(fù)合材料的熱分解溫度比純PVC材料提高了18.6℃，可見改性效果良好。通過機(jī)械球磨法制備PVC/石墨/木薯渣導(dǎo)電復(fù)合材料，由于機(jī)械球磨的作用，必然會使PVC材料?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PVC材料分析中光譜及熱重分析法的應(yīng)用研究[J]. 張發(fā)蓮.  化工管理. 2015(02)
[2]中國木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式及對策建議[J]. 蔣和平,倪印峰,朱福守.  農(nóng)業(yè)展望. 2014(08)
[3]注塑成型導(dǎo)電高分子復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 李卓,徐建偉,翟威,代坤,鄭國強(qiáng),劉春太.  塑料科技. 2014(08)
[4]我國木塑復(fù)合材料產(chǎn)品市場發(fā)展動向[J]. 李靖.  中國人造板. 2014(02)
[5]機(jī)械活化對PVC/木薯酒糟復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 覃宇奔,蔣婷,胡華宇,張燕娟,覃杏珍,鄭云磊,黃祖強(qiáng).  塑料科技. 2014(01)
[6]酶解技術(shù)實(shí)現(xiàn)木薯渣深度利用[J]. 文哲.  技術(shù)與市場. 2010(09)
[7]聚氯乙烯結(jié)晶行為的DSC研究[J]. 劉亞群,張超燦.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(08)
[8]木粉/聚氯乙烯復(fù)合材料的研制[J]. 谷亞新,劉運(yùn)學(xué),范兆榮,曾尤,翟玉春.  沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(02)



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