以導電炭黑（CB）為填料,高密度聚乙烯（HDPE）和超高摩爾質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）為基體,通過超聲溶液分散法制備了CB/HDPE/UHMWPE復合材料,并研究了CB含量對復合材料體積電阻率和阻-溫特性的影響。研究發(fā)現(xiàn),當HDPE∶UHMWPE質(zhì)量比為7∶3,CB含量在5%左右時,CB/HDPE/UHMWPE復合材料能夠形成完善的導電網(wǎng)絡(luò),材料具有較好的電性能;材料的體積電阻率隨著溫度的升高變大,在熔點附近時劇增,且材料的正溫度效應(yīng)（PTC）強度在CB含量大于滲流閾值的范圍內(nèi),隨著CB含量的增加而逐漸減小。通過多次對復合材料進行熱循環(huán)測試發(fā)現(xiàn)CB/HDPE/UHMWPE復合材料具有良好的熱穩(wěn)定性。 

【文章來源】：塑料工業(yè). 2016,44(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

CB/HDPE/UHMWPE復合材料的導電滲流曲線

塑料工業(yè)CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍數(shù)1000b－放大倍數(shù)10000圖2CB/HDPE/UHMWPE復合材料SEM圖(HDPE∶UHMWPE質(zhì)量比=7∶3，CB質(zhì)量分數(shù)為5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量對CB/HDPE/UHMWPE復合材料阻－溫行為的影響圖3CB/HDPE/UHMWPE復合材料電阻－溫度曲線(HDPE∶UHMWPE質(zhì)量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB質(zhì)量分數(shù):A－4%;B－5%;C－6%;D－7%圖3為CB含量不同時，CB/HDPE/UHMWPE復合材料的電阻－溫度曲線圖。從圖中可以看出，CB含量越接近滲流閾值，CB/HDPE/UHMWPE復合材料的PTC效應(yīng)越明顯，這是因為當CB含量大于滲流閾值時，CB粒子在基體相中會出現(xiàn)大量的團聚，這導致基體相在高溫的條件下發(fā)生體積熔融膨脹時，并不能夠?qū)⑺械腃B導電網(wǎng)絡(luò)斷開，因此PTC效應(yīng)并不顯著。而當CB含量在滲流閾值附近區(qū)域時，基體相在高溫的條件下發(fā)生體積熔融膨脹，導致大部分CB導電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生隔斷，產(chǎn)生較強的PTC效應(yīng)。從圖3還可以看出，溫度較低時CB粒子在聚合物中形成較好的導電網(wǎng)絡(luò)，體積電阻率比較低;隨著溫度升高，基體和CB粒子同時膨脹，CB粒子膨脹系數(shù)較小，導電粒子間距變大體積電阻率逐漸上升;當溫度接近基體熔點時，聚合物體積突然增大，大量導電網(wǎng)絡(luò)被破壞，體積電阻率也隨之急劇增大。溫度降低，CB粒子間距變小，體積電阻率逐漸降低。表1CB含量不同時，復合材料的相對PTC強度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB項目CB質(zhì)量分數(shù)/%4567相對PTC強度2.91.81.41.3熱穩(wěn)定性是衡量復合材料的一個重要標準。用高精度電阻－溫

塑料工業(yè)CHINAPLASTICSINDUSTＲY第44卷第2期2016年2月a－放大倍數(shù)1000b－放大倍數(shù)10000圖2CB/HDPE/UHMWPE復合材料SEM圖(HDPE∶UHMWPE質(zhì)量比=7∶3，CB質(zhì)量分數(shù)為5%)Fig2SEMsforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3，5%CB)2.2CB含量對CB/HDPE/UHMWPE復合材料阻－溫行為的影響圖3CB/HDPE/UHMWPE復合材料電阻－溫度曲線(HDPE∶UHMWPE質(zhì)量比=7∶3)Fig3Theresistance-temperaturecharacteristicscurvesforCB/HDPE/UHMWPEcomposites(massratioofHDPE/UHMWPEof7/3)CB質(zhì)量分數(shù):A－4%;B－5%;C－6%;D－7%圖3為CB含量不同時，CB/HDPE/UHMWPE復合材料的電阻－溫度曲線圖。從圖中可以看出，CB含量越接近滲流閾值，CB/HDPE/UHMWPE復合材料的PTC效應(yīng)越明顯，這是因為當CB含量大于滲流閾值時，CB粒子在基體相中會出現(xiàn)大量的團聚，這導致基體相在高溫的條件下發(fā)生體積熔融膨脹時，并不能夠?qū)⑺械腃B導電網(wǎng)絡(luò)斷開，因此PTC效應(yīng)并不顯著。而當CB含量在滲流閾值附近區(qū)域時，基體相在高溫的條件下發(fā)生體積熔融膨脹，導致大部分CB導電網(wǎng)絡(luò)發(fā)生隔斷，產(chǎn)生較強的PTC效應(yīng)。從圖3還可以看出，溫度較低時CB粒子在聚合物中形成較好的導電網(wǎng)絡(luò)，體積電阻率比較低;隨著溫度升高，基體和CB粒子同時膨脹，CB粒子膨脹系數(shù)較小，導電粒子間距變大體積電阻率逐漸上升;當溫度接近基體熔點時，聚合物體積突然增大，大量導電網(wǎng)絡(luò)被破壞，體積電阻率也隨之急劇增大。溫度降低，CB粒子間距變小，體積電阻率逐漸降低。表1CB含量不同時，復合材料的相對PTC強度Tab1ThePTCintensityofthecompositeswithdifferentcontentsofCB項目CB質(zhì)量分數(shù)/%4567相對PTC強度2.91.81.41.3熱穩(wěn)定性是衡量復合材料的一個重要標準。用高精度電阻－溫


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