聚偏氟乙烯与导电填料复合材料的电性能研究

采用聚偏氟乙烯(PVDF)热塑性树脂与导电性填料Ti3SiC2或TiB2或石墨复合,通过高温模压的方法制备了导电复合材料,测量了导电性能,并借助扫描电镜表征了复合材料的微观结构,分析了影响导电复合材料导电性的因素.结果表明,PVDF/Ti3SiC2复合材料有望用于制备质子交换膜燃料电池的双极板.     

聚偏氟乙烯在智能PTC自控温加热电缆研究中的应用

研究了以聚偏氟乙烯（PVDF）为基体,以油炉法炭黑（炉法CB）为导电载流子制备的PTC（positivetemperaturecoefficient）导电材料的逾渗行为、PTC阻温特性。并讨论了采用PVDF／CB导电复合材料制备的智能PTC自控温加热电缆的电致发热行为、功率行为、伏安情性及通断电稳定性,得到了自控温度130－140℃级防冻保温用新型电加热电缆。     

聚偏氟乙烯/石墨烯发泡复合材料制备及电磁屏蔽性能

使用熔融共混的方法制备不同含量石墨烯纳米片(GNPs)的聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料,并采用超临界二氧化碳作为发泡剂对其进行釜压发泡,制备PVDF复合材料泡沫.研究了PVDF复合材料的断面结构、结晶行为、熔融行为、流变行为和发泡行为,并研究了PVDF复合材料及其泡沫的电导率和电磁屏蔽性能.结果表明,GNPs质量分数为...     

具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片 复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

导电填料石墨烯纳米片（GNPs）通过高速混合包覆于聚苯硫醚（PPS）树脂基体颗粒表面,再通过热压成型制备出具有完善隔离结构的PPS/GNPs复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试、电磁屏蔽性能测试对复合材料导电网络形貌、电性能和电磁屏蔽性能进行表征。结果表明,复合材料具有完善的隔离结构导电网络;隔离结构复合材料具备优异的电导率和电磁屏蔽效能（EMI SE）,当GNPs含量为3.0 %（质量分数,下同）时,复合材料的电导率和EMI SE分别为25.6 S/m和41.0 dB。     

碳纳米管填充聚合物基复合体系的电磁屏蔽性能

为防止和减轻电磁波的危害,研制电磁屏蔽材料有重要的实际意义.分别以聚碳酸酯(PC)以及聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)为基体,以多壁碳纳米管(MWCNT,muliti-walled carbon nanotubes)为主要导电材料,采用熔融法制备填充型复合材料,并对其流变性能和电磁屏蔽效能(SE,shielding effectiveness)进行测试.复合体系在2.5%～3.0%的填充分数内发生了流变逾渗过程.研究制备SE大于35 dB的复合材料,达到民用屏蔽材料的实用标准.     

炭黑/钛酸钡复合颗粒的结构及吸波性能

为了提高吸波剂对电磁波的吸收性能,用溶胶-凝胶法制备了表面包覆有一定厚度的炭黑(carbon black,CB)薄膜的钛酸钡(BaTiO3,BT)复合粒子.利用X射线衍射(X-ray ditfraction,XRD)和透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)分析复合粒子的形貌结构.研究了复合粒子的导电性能、电磁参数以及对电磁波的吸收性能.结果表明:BT颗粒直径在60～100 nm之间,包覆层厚度约为20nm.包覆工艺显著改善了材料的导电性能并提高了介电常数,而且随着CB粒子在吸波材料基体中含量的不同,它对电磁波吸收性能的影响不同:当吸收材料中CB质量分数达到或超过20%时,复合粒子明显改善了吸收材料对电磁波的吸收性能.     

聚偏氟乙烯β相形成的研究进展

针对通常的熔融加工过程中聚偏氟乙烯(PVDF)结晶经常获得不具有压电性的α晶的情况,讨论了制备富含具有良好压电性能β晶的PVDF制品的方法,从纯PVDF,PVDF纳米复合材料,PVDF共混物等方面综述了制备β相PVDF的方法、影响β相含量因素及各种制备方法的利弊,并对其制备方法的趋势进行了展望。     

基于磁控溅射技术的碳基电磁屏蔽材料

利用磁控溅射技术在碳纤维表面沉积铜膜制备了高效的电磁屏蔽材料,并通过调整磁控溅射时间和碳纤维单向布铺层层数,分析了磁控溅射改性方式和铺层层数对碳纤维织物及其复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,磁控溅射碳纤维表面铜膜沉积有利于碳纤维电磁屏蔽性能的改善。经磁控溅射改性处理后,碳纤维电磁屏蔽效能最小提高了37.73%,且电磁屏蔽性能随着磁控溅射时间的延长而增强,但碳纤维电磁屏蔽效能增加率则随磁控溅射时间的增加而逐渐减小。增加碳纤维织物铺层层数有利于碳纤维织物集合体电磁屏蔽性能的改善,但织物层间的不连续性对织物集合体电磁屏蔽性能起消极作用。环氧树脂经碳纤维复合后,电磁屏蔽效能显著增强,增加了约30 dB,但由于环氧树脂对碳纤维的包覆性能,影响了复合材料对电磁波的屏蔽效果,不随碳纤维复合材料中碳纤维织物铺层层数的增加和改性碳纤维导电性能的增加而增强。     

片状镀银铜粉/丙烯酸树脂电磁屏蔽复合涂料的研制

以钦酸醋偶联剂改性后的片状镀银铜粉为填料,丙烯酸树脂为黏结剂,制备了一种高性能电磁波屏蔽复合涂料.讨论了片状铜粉含量对涂层导电性能的影响,测试了涂层的主要物理性能及电磁波屏蔽效能.结果表明,电磁波屏蔽复合涂料中片状镀银铜粉与丙烯酸树脂的最佳质量比为3:2,此时制备的涂料具有较好的导电性和电磁波屏蔽性能.涂膜厚度为300...     

多层纤维增强环氧树脂复合材料结构设计与电磁屏蔽效能预测模型

构建渐进导电网络结构是一种降低导电材料电磁波反射率的有效策略。利用芳纶纤维(AF)、还原氧化石墨烯负载芳纶纤维(rGO@AF)与碳纤维(CF),制备多层纤维增强环氧树脂复合材料(AF/rGO@AF/CF/EP),研究CF/EP和AF/rGO@AF/CF/EP的电磁屏蔽性能。通过单层纤维的电磁参数和电导率预测,得到多层纤维增强环氧树脂复合材料电磁屏蔽效能的简化模型。结果表明：单层CF/EP的反射损耗效能(SER)为12.3 dB,总电磁屏蔽效能(SE_T)为40.2 dB,与之相比,AF/rGO@AF/CF/EP的SER降至9.6 dB,SE_T提高至43.6 dB,说明梯度导电网络结构在保证材料屏蔽效能的同时降低复合材料的反射损耗。利用简化模型得到AF/rGO@AF/CF/EP的电磁屏蔽效能为42.6 dB,表明该模型准确预测多层结构复合材料的电磁屏蔽性能。     

蒙脱土诱导聚偏氟乙烯极性相的形成及其结晶过程

用溶液共混法制备了聚偏氟乙烯/蒙脱土(PVDF/MMT)纳米复合薄膜,用红外光谱法和差示扫描量热法表征了其结晶构象和结晶度,结果表明MMT的加入能够有效诱导PVDF的极性相形成。用扫描电子显微镜观察了薄膜中MMT的分散情况,当MMT含量为0.5%时,MMT在PVDF基体中以少量晶片层的复合体或单个片层的剥离形式存在,而MMT含量为1%时,MMT在基体中大部分以较大的团聚体形式存在。MMT的片层表面与PVDF分子链之间的离子–偶极子相互作用诱导了其极性相产生,因此MMT片层与PVDF基体接触面积较大时,极性相含量更高。用偏光显微镜原位观察复合薄膜的等温结晶过程,发现MMT分散情况较好时α相晶体的成核和生长受到抑制,而γ相晶体的成核和生长受到促进。     

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。     

聚偏氟乙烯超滤膜仿生矿化增强及其抗压密性能的研究

通过仿生矿化技术在PVDF超滤膜表面和孔壁修饰无机ZrO_2矿化层来制备PVDF/ZrO_2矿化膜,考察矿化时间对膜的微观结构、机械强度和抗压密性能的影响。结果表明,ZrO_2矿化层均匀负载于膜表面和膜孔内壁,且随着矿化时间的增加矿化层逐渐增厚;无机ZrO_2矿化层可显著提高PVDF膜的结构刚性,矿化时间为60 min的PVDF/ZrO_2矿化膜的拉伸强度和硬度比纯PVDF膜分别提高了76%、79%,运行过程中因机械压密产生的通量衰减率则从纯PVDF膜的53%降低至32%,达到利用ZrO_2矿化层提高PVDF膜抗压密性能、抑制通量衰减的目的。同时,ZrO_2矿化层改善了PVDF膜的透水性能,PVDF/ZrO_2矿化膜的纯水通量和BSA截留率分别达到165.2 L/m~2·h和91.4%。     

无机粒子改性聚偏氟乙烯超滤膜的研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种常见的超滤、微滤、渗透蒸发薄膜材料,具有优良的热稳定性、化学稳定性、疏水性及生物相容性等,在生物、医药等各个领域均表现出良好的应用前景。近年来,PVDF复合多孔膜的制备及应用成为材料界的研究热点,但由于PVDF材料具有较低的表面能,使其具有疏水性,存在过滤压力大、薄膜易受污染等问题,限制了其使用范围,因此需要对PVDF膜材料进行亲水改性。为此,在详细介绍PVDF结构及性能的基础上,总结了不同无机粒子改性PVDF复合多孔膜的最新研究进展,归纳了其常用制备方法及工艺,展望了PVDF复合材料的发展前景及研究方向。     

聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料的制备及性能研究

用溶液共混法制备出聚偏氟乙烯/氧化石墨烯复合材料(PVDF/GO)，经高温热压将GO还原得到聚偏氟乙烯/还原氧化石墨烯复合材料(PVDF/rGO)。研究了填料种类及含量对复合材料电学性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明：随GO和rGO的添加，两种复合材料的介电常数(ε _r)均变大、介电损耗(tanδ)变化不大；低含量下GO和rGO均能提高PVDF的热稳定性，但rGO对PVDF性能的改善效果更好；随填料含量从0增加到8%(质量)，100 Hz下PVDF/rGO复合材料的ε _r从3.60增加到38.30，PVDF/rGO[4%(质量)]复合材料失重率为5%的分解温度较纯PVDF提高了6.44℃。rGO增强了PVDF的刚性，PVDF/rGO复合材料的拉伸强度先增大后减小，杨氏模量逐渐增大，当rGO含量为4%(质量)时拉伸强度最大，拉伸强度和弹性模量分别较纯PVDF提高了35.30%、22.58%。但GO和rGO都降低了复合材料的击穿场强。     

钛酸钡对聚偏氟乙烯晶体结构和热电性能的影响

采用简单的溶液浇铸法制备了不同钛酸钡(BT)含量的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米复合薄膜,研究了薄膜的微观结构和薄膜中所含晶体的晶型,重点研究了BT对PVDF热电性能的影响。透射电镜分析结果表明钛酸钡在聚偏氟乙烯中分散良好,傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)均证实BT的加入能够诱使PVDF的其他晶型向β晶型转变,同时多功能电表测定的数据表明,BT的加入提高了PVDF的电导率和Seebeck系数。加入BT后,复合材料的热分解温度比纯PVDF略有提高。以上研究结果为BT/PVDF复合材料在热电领域的应用打下了基础。     

CF/ASA复合材料的电磁屏蔽性能影响因素

通过填料分散复合法制备CF/ASA(苯乙烯、丙烯晴和丙烯酸酯类橡胶体的接枝共聚物)复合材料,研究CF的长度及含量对复合材料电磁屏蔽效能的影响,并且,对其导电性和微观形貌进行表征。激光共聚焦显微镜研究结果显示,复合材料内部碳纤维分散均匀,碳纤维之间相互搭接形成了较好的导电网络。分析表明,随着导电性的提升,复合材料电磁屏蔽性能逐渐提升;随着纤维含量的增加,复合材料的膜电阻逐渐减小,其电磁屏蔽效能得到提高,当碳纤维含量为29%、碳纤维长度为6 mm的复合材料样品膜电阻最小,其值为23.36Ω/sq,而有效屏蔽带宽达到最大,其值为6 GHz,电磁屏蔽性能最优。电磁波频率在10～15 GHz范围内,复合材料具有较好的电磁屏蔽性能,并且,碳纤维长度越长,复合材料电磁屏蔽效能越好。     

聚偏氟乙烯/钛酸钡高介电复合材料的制备

采用微纳多层共挤技术,制备具有交替多层介电复合材料,为制备高介电性能的介电复合材料提供了1种新方法。采用微纳多层共挤装置,制备了PVDF/Ba Ti O3高介电复合材料,研究了复合材料的结构与性能。DSC测试结果表明:BT可以提高PVDF的结晶温度,是PVDF的异相成核剂。介电性能和力学性能测试结果表明:当BT质量分数为7.5%时,介电常数最高(61.43),提高了83.05%;复合材料切向的综合拉伸性能最好,拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量分别提高了41.9%、2.35倍和73.39%,且切向的拉伸性能明显高于纵向。     

纳米纤维素对聚偏氟乙烯复合超滤膜结构与性能的影响

选用乙酰化纳米纤维素(CNCs)作为聚偏氟乙烯(PVDF)膜的改性材料,通过共混改性方法制备新型CNCs/PVDF复合超滤膜,探究了乙酰化CNCs含量对CNCs/PVDF复合超滤膜的结构与性能的影响.结果表明:随着乙酰化CNCs质量分数从0增加到1.0％,复合超滤膜的表层膜孔增多,膜通量恢复率及对牛血清蛋白的截留率明显...     

电磁屏蔽复合材料包装箱的研究

采用复合材料树脂传递模塑（RTM）工艺，利用一层含不锈钢纤维的导电布为屏蔽材料，制备了具有电磁屏蔽效能的玻璃纤维增强树脂基复合材料包装箱，该包装箱材料在1．0～4．0GHz电磁波范围内，电磁屏蔽效能最高可高达36dB左右，且与未含导电布的相同体系的复合材料相比，力学性能基本保持不变。