以機械活化法制備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)合材料進行表征。結(jié)果表明:木薯渣含量在15%以下時對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能影響不大,當(dāng)木薯渣添加量達到15%時,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,拉伸強度和彎曲強度可達50.13 MPa和47.76 MPa,比未添加木薯渣時分別提升了9.4%和19.3%。TGA和DSC分析結(jié)果表明:采用機械球磨法制備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(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，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，電阻率達到了50.268Ω·cm。這主要是因為木薯渣屬絕緣材料，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)合材料的拉伸強度和彎曲強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%時達到最大值，分別為37.28MPa和36.47MPa;繼續(xù)增加用量時，拉伸強度和彎曲強度反而降低。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驗可知，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。本實驗將木薯渣用量固定為15%，石墨經(jīng)2%KH570預(yù)處理，機械球磨轉(zhuǎn)速150r/min，球磨時間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。實驗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，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，以此來彌補木薯渣對導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的阻礙，當(dāng)石墨含量較大時，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，隨著石墨含量的增加，PVC/石墨/木薯渣三相復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度先升高后降低，當(dāng)石墨含量為6%時兩者達到最大值50.13MPa和47.76MPa，比未添加木薯渣時分別提升了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驗分別采用TGA和DSC來分析測定復(fù)合材料的熱分解溫度和軟化點。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］。實驗中分別考察了純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。通過機械球磨法制備PVC/石墨/木薯渣導(dǎo)電復(fù)合材料，由于機械球磨的作用，必然會使PVC材料?

【參考文獻】：
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