碳纤维/乙烯基酯树脂复合材料的温阻特性分析

为了研究温度对处在"渗滤"区的导电复合材料导电行为的影响,以乙烯基酯树脂为基体,用短切碳纤维(CF)为填料,制备了导电复合材料,研究了温度和CF体积分数的变化对复合材料体积电阻率的影响.结果表明,温度对处于"渗滤"区的导电复合材料的电学性能影响显著.当温度从20℃升到100℃时,CF体积分数为2.00%和3.04%的复合材料其体积电阻率降低了28.01%和37.38%,CF体积分数为4.03%和5.63%的复合材料其体积电阻率分别升高了3.00%和9.87%.     

CB/MWCNTs/PP导电复合材料的制备与性能表征

通过熔融共混、注塑成型将多壁碳纳米管(MWCNTs)母粒、炭黑(CB)母粒与聚丙烯(PP)混合制备CB/MWCNTs/PP导电复合材料。复合材料中导电填料MWCNTs体积分数为1%,通过改变炭黑体积分数,探究CB含量的变化对复合材料导电性能、力学性能和流变性能的影响。导电测试结果表明,当CB体积分数介于3%~5%时,复合材料达到电流逾渗;超声共振结果表明,复合材料的弹性模量会随着CB含量的增大而增大,而泊松比对CB含量的变化并不敏感;DMA结果表明,复合材料玻璃化转变温度(T_g)会随着CB含量的增加而降低,而储能模量和损耗模量在低温区会随着CB的增大而上升;MCR分析结果表明,当CB体积分数介于1%~3%时,复合材料达到流变逾渗,复合黏度对低频率扫描不敏感,随着CB体积分数的增大而增加。随着频率上升,不同含量材料的复合黏度越来越逼近,并且呈现剪切变稀现象。     

钒电池集流板用导电塑料的研制

采用高速搅拌混合的方式制备了高密度聚乙烯/超高分子量聚乙烯/石墨/碳纤维(HDPE/UHMwPE/GP/CF)复合材料,分析了复合材料的导电性能及微观相态结构,并对复合材料的物理机械性能及加工成型性能进行了研究.结果表明:HDPE和UHMWPE发生相分离,UHMWPE占据非导电相,使得导电相HDPE中的导电填料的浓度相对提高,从而有效提高了复合材料的导电性能;HDPE与UHMWPE的质量比为1/3时,复合材料的导电性能最佳;导电填料质量分数为65%时,复合材料的体积电阻达到0.1 Ω·cm,缺口冲击强度为5.2 kJ/m2,材料的成型性良好,具有最优的综合性能,符合钒电池(VRB)集流板的使用要求.     

PA6/CF/EG导电复合材料的制备与性能

采用熔融共混法制备了不同碳纤维/热膨胀石墨(CF/EG)比例的尼龙6/碳纤维/热膨胀石墨(PA6/CF/EG)导电复合材料并研究其性能。结果表明,CF的加入能显著提高复合材料的力学性能;而随着EG含量的提高,复合材料的导电性能和导热性能显著提高,但力学性能在一定程度上得到降低。当CF质量分数为20%时,复合材料具有最优的力学性能,当EG质量分数为20%时,复合材料体积电导率可显著提高至0.262 S/m,热导率可达1.3379W/(m·K)。     

微螺旋碳纤维/高密度聚乙烯复合材料电渗流行为及机制

以微螺旋碳纤维(CMCs)作为复合材料的导电填料,以高密度聚乙烯(HDPE)作为复合材料的基体树脂,研究了CMCs/HDPE基复合材料的电渗流行为、渗流阈值附近复合材料的导电机制。结果表明:CMCs/HDPE复合材料存在明显的渗流行为,其渗流阈值为6.28%(CMCs的体积分数)或9.77%(CMCs的质量分数);当CMCs的体积分数接近于渗流阈值时,CMCs/HDPE复合材料的导电方式由隧道效应所致。     

过氧化物母粒对PP/炭黑导电复合材料的影响

采用含有过氧化物的聚丙烯(PP)母粒,通过熔融共混法制备了不同熔体流动速率(MFR)的PP/炭黑导电复合材料,并研究了复合材料的流变性能、结晶性能、力学性能及导电性能。结果表明:PP过氧化物母粒的加入有效改善了PP/炭黑导电复合材料的流动性。PP过氧化物母粒质量分数为2.2%时,复合材料的结晶度是25.96%,拉伸强度、冲击强度分别达到25.96 MPa、73.70 kJ/m~2。PP过氧化物母粒的加入对复合材料导电性能的影响较小。     

镀镍石墨/MVQ复合材料的导电稳定性研究

以镀镍石墨(NCG)为导电填料,制备NCG/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)导电复合材料,并对其物理性能、导电性能和导电稳定性进行研究。结果表明,当NCG用量为180份时,复合材料的导电性能和物理性能均较好;随着储存时间和热老化时间的延长,NCG/MVQ复合材料的体积电阻率均小于0.1Ω.cm,导电稳定性良好;随着伸长率的增大,NCG/MVQ复合材料的体积电阻率先缓慢增大后迅速增大;当伸长率为25%时,随着拉伸次数的增加,复合材料体积电阻率逐渐增大。     

纳米石墨片/环氧树脂复合材料的制备及性能

分别采用低温固化剂和高温固化剂制备了纳米石墨片/环氧树脂复合材料。通过电阻测试仪和材料试验机研究了纳米石墨片的含量对复合材料导电性能和力学性能的影响规律,并将溶液混合法与直接混合法制备的复合材料的性能进行对比,同时比较了纳米复合材料的性能与微粉石墨/环氧树脂复合材料的性能。结果表明,溶液混合法制备的复合材料逾渗阈值更低,可得到填料质量分数达60%、体积电阻率为0.0085 Ω·cm的纳米复合材料。当填料质量分数高于4%时,纳米复合材料的力学性能低于微粉复合材料。     

硅橡胶基高导电复合材料的制备及其性能研究

以导电炭黑、片状微米银、碳纳米管为填料制备甲基乙烯基硅橡胶（MVQ）基高导电复合材料并研究其性能。结果表明：导电炭黑在MVQ中的逾渗阈值为8～12份（体积分数3.33%～4.92%）,导电炭黑用量为12份时导电炭黑/MVQ复合材料的交联网络最稳定;在添加12份导电炭黑的基础上添加150份片状微米银时,导电炭黑/片状微米银/MVQ复合材料在50%应变后的导电网络恢复程度最大;导电炭黑/片状微米银/碳纳米管/MVQ复合材料在50%应变后的电导率为1.2×104 S·m-1,电导率变化率为18%。     

超导电炭黑/NR复合材料电磁性能的研究

采用机械共混法制备了超导电炭黑/天然橡胶(SCCB/NR)复合材料,研究了SCCB用量对复合材料微观结构和电磁性能的影响。结果表明,随着SCCB用量的增加,复合材料的导电率(σ)、电磁屏蔽效能(EMI SE)逐渐增大,当SCCB质量分数为30%时,σ和EMI SE分别为3.87×10-3 S/m和4.91dB,导电率遵循明显的三维"逾渗"行为,逾渗体积分数低至2.54%;复合材料的吸收屏蔽效能大于反射屏蔽效能,呈现以吸收为主导的电磁波衰减机制;复合材料定伸应力逐渐增大,拉伸强度、拉断伸长率先上升后略微下降,保持了橡胶原有的柔顺性。     

基于SCFNA法辊压制备PDMS/SCF导电复合材料

利用空间限域强制组装法(SCFNA)的辊压成型方法制备了PDMS/SCF导电复合材料,并且,与传统平板热压印方式制备的PDMS/SCF导电复合材料的微观形貌、导电性能和拉伸力学性能进行对比分析。结果表明,采用SCFNA辊压方式制备的PDMS/SCF导电复合材料可以使碳纤维在聚合物基体内形成密实的导电网络,实现了强制组装;并且,由于辊子反复辊压混料,聚合物基体中的碳纤维发生了取向,因此,在碳纤维含量相同的情况下,与平板热压印法相比,辊压方法制备的PDMS/SCF导电复合材料具有更好的电学性能和拉伸力学性能;在碳纤维质量分数为6%的情况下,复合材料的电导率最大提高了105.1%,拉伸强度提高了18.6%,断裂伸长率提高了9.16%。     

基于双转子连续混炼挤出机的PPS/CF复合材料制备及性能研究

采用双转子连续混炼挤出机并通过熔融共混法制备了碳纤维(CF)增强聚苯硫醚(PPS)复合材料，并对其微观形貌、动态力学性能、力学性能和导电性能进行了研究，且对相关的影响因素进行了分析。结果表明，适当降低挤出机转子转速、提高CF含量可以改善PPS/CF复合材料的力学性能和导电性能；当转子转速为200r/min时，采用含量为20 % (质量分数，下同)的CF制得的PPS/CF复合材料的冲击强度达到49.94 J/m，体积电阻率达到60.65 Ω·cm，均优于纯PPS。     

尼龙12导热导电复合材料的制备与性能研究

以导热碳材料(CC)为导热导电填料,采用熔融混合的方法制备了尼龙12导热导电复合材料。研究了CC体积分数对复合材料热导率、电阻率、热性能和力学性能的影响。结果表明,随着CC体积分数的增加,复合材料的热导率呈线性增长,热变形温度显著增加,而体积电阻率显著降低。当CC的体积分数为47.4%时,复合材料的热导率达到3.425 W/(m.K),电阻率达到0.10Ω.cm,热变形温度提高了77.1℃,同时,材料仍然保持与纯尼龙12相当的拉伸强度。     

炭黑/环氧树脂复合材料导电行为的研究

分别采用不同的混合分散方法制备炭黑/环氧树脂(CB/EP)复合材料(CB牌号为F101、XE2,EP牌号为E-54、E-51和E-44),研究了制备工艺、CB用量和CB结构等对复合材料导电性能的影响。结果表明:不同方法制得的复合材料体积电阻率的大小依次为机械混炼法离心混合法超声分散法;CB/EP复合材料的导电性能随CB用量增加而显著提高,并且F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系均表现出明显的导电渗流行为;CB结构对复合材料的导电性能影响较大,F101/E-54、XE2/E-54复合材料体系的导电渗流阈值分别为3.85%、0.47%。     

镀银镍粉/硅橡胶高导电复合材料的制备及性能研究

研究镀银镍粉体积分数对镀银镍粉/硅橡胶高导电复合材料性能的影响。结果表明:随着镀银镍粉体积分数增大,复合材料的邵尔A型硬度增大,拉断伸长率快速减小,体积电阻率减小并出现明显逾渗现象;当镀银镍粉体积分数为0.44时,复合材料具有良好的导电稳定性和优异的电磁屏蔽效能,但耐电化学腐蚀性能较差。     

镀镍碳纤维/镀镍石墨粉填充PC/ABS复合材料导电性能研究

将导电填料镀镍碳纤维(NiCF)和镀镍石墨粉填充到PC/ABS共混物中,制备一种填充型导电复合材料,分析了NiCF与镀镍石墨粉的含量及NiCF长度对复合材料导电性能的影响。结果表明,随着NiCF和镀镍石墨粉含量的增加,复合材料的体积电阻率会降低,即导电性能得到提高;与镀镍石墨粉相比,NiCF对复合材料导电性的影响更显著;PC/ABS/NiCF/镀镍石墨粉复合材料存在渗滤效应,NiCF含量在10%~15%范围内时,材料的体积电阻率急剧下降,导电性能迅速提高;复合材料颗粒长度为10 mm左右时,材料的导电性能最佳。     

聚醚醚酮／碳纤维复合材料热性能和电性能的研究

通过熔融共混法制备了聚醚醚酮/碳纤维(PEEK/CF)复合材料.采用差示扫描量热分析法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、动态热机械分析仪(DMA)、微欧计、高阻计等考察了复合材料的热性能和电性能.结果表明:聚醚醚酮/碳纤维复合材料的熔点比聚醚醚酮高,但是复合材料的结晶度小于聚醚醚酮.通过SEM照片、DSC曲线和DMA曲线可以证明:聚醚醚酮和碳纤维结合较好,这对复合材料导电性能产生一定影响,即随着碳纤维质量分数增加到10%,复合材料导电性能呈现出逾渗效应,但是逾渗值较高,在经过热处理后,碳纤维含量较高的复合材料电阻率呈现七升趋势,一定碳纤维含量的复合材料表现出明显的PTC效应.     

煤基石墨烯/TiO_2复合材料的制备及光催化性能

以资源丰富的褐煤为原料,经高温石墨化处理后,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),再以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,通过水热合成法制备煤基石墨烯/TiO_2(CRGO/TiO_2)复合材料。利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、低温氮气物理吸附仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观结构进行系统表征,并重点研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO_2复合材料对液相中罗丹明B的光催化降解性能。结果表明:以褐煤为碳质前体,TiCl_4为钛源,采用水热合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO_2复合材料,其比表面积可达88.53~169.64m~2/g,孔径主要分布在2~12nm,且随着GO添加量的增加,复合材料的孔径分布逐渐变窄。复合材料中的TiO_2纳米颗粒主要以锐钛矿晶型均匀分散于层状石墨烯表面。GO添加量是影响复合材料光催化降解性能的重要因素。当GO添加量为8%时,CRGO/TiO_2复合材料在可见光下对罗丹明B的降解率可达98.9%。     

镀镍填料/甲基乙烯基硅橡胶导电复合材料的制备与性能研究

采用镀镍石墨(NCG)和镀镍碳纤维(NCF)并用填充甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)制备导电复合材料,并对其导电性能、导电稳定性、硫化特性和物理性能进行研究。结果表明:与NCG/MVQ复合材料相比,NCG/NCF/MVQ复合材料能以较小填料用量达到相同的体积电阻率,且物理性能更好;NCG/NCF/MVQ复合材料的导电稳定性下降。     

聚烯烃类弹性体导电复合材料的制备与性能研究

将炭黑(CB)和碳纤维(CF)导电粒子加入到新型聚丙烯弹性体(Vistamaxx)与聚丙烯(PP)基体树脂中,共混制备导电复合材料。通过体积电阻率测试、力学性能测试和加工流变性能测试,得到了体积电阻率最低为0.47Ω.cm,拉伸强度为6.6 MPa,断裂伸长率为250%,具有良好加工性能的导电复合材料。