聚苯乙烯—钛酸钡复合材料介电性能的研究

以聚苯乙烯与化学沉淀法钛酸钡陶瓷为基本组成，采用溶液共混，溶液聚合，表面处理后溶液聚合三种方法进行复合，发现后两种复合的钛酸钡颗粒表面发生界面变化，形成活性界面，使得溶液聚合法和表面处理后溶液聚合所得到的材料具有较低的介电损耗，在高频下能保持较高的介电系数。     

PANI-PBOPy复合材料的制备及介电性能

采用甲基磺酸（MSA）掺杂聚苯胺（PANI）,并以MSA为溶剂,将其与聚（2,6-亚吡啶基）苯并二噁唑（PBOPy）采用溶液共混法制备 了不同PANI质量分数的PANI-PBOPy复合材料。采用红外光谱、WXRD、UV-Vis、TGA以及SEM对复合材料的结构和性能进行了表征。研究了PANI 的质量分数、温度、频率等因素对PANI-PBOPy复合材料导电性能和介电性能的影响。研究表明：当PANI的质量分数达到20%时,复合材料的电 导率增大了10个数量级;复合材料的介电常数和介电损耗则随着PANI质量分数的增加呈现先增大后减小的趋势,随着频率的升高先迅速降低而 后趋于稳定,并且随温度升高而增大,40 °C时PANI质量分数为15%的复合材料的介电常数约为230。     

N990炭黑/低密度聚乙烯复合材料的电性能

采用熔融复合方法制备了N990炭黑/低密度聚乙烯(LDPE)复合材料,研究了其微观结构和电性能。结果表明:N990炭黑在复合材料中分布较均匀,对LDPE具有诱导结晶作用。复合材料的渗流阈值为20%,临界电阻率指数为9.2,PTC强度都大于4个数量级。复合材料在熔点之下,电阻率的对数值与相对体积存在线性关系。     

85瓷的低温烧结及其介电性能

通过添加多元助剂降低85瓷的烧结温度,并探讨了TiO₂与CaO质量比的变化对85瓷致密化过程、结构及介电性能的影响。结果发现,添加多元助剂可以有效降低85瓷的烧结温度至1 350 ℃,适当调节TiO₂与CaO的质量比可进一步提高其致密度,当m（TiO₂）：m（CaO）=0.5时,85瓷在相同温度下烧结的致密度最高。研究同时发现,通过调节TiO₂与CaO的质量比,85瓷的介电常数在8.0~8.8的区间内能可控地调节,其变化规律与密度变化趋势一致;另一方面,85瓷的Q×f值较低,且其变化与密度无关,可能与烧结助剂较多且其成份变化较复杂有关。     

环氧树脂/聚醚砜/纳米氧化铝复合材料的力学性能及介电性能

以甲基纳迪克酸酐（MNA）为固化剂,制备了环氧树脂/聚醚砜/纳米氧化铝三元复合材料,并对其力学性能、介电性能以及热稳定性能进行了研究,同时探讨了其性能增强机理。结果表明：当聚醚砜（PES）和纳米氧化铝（nano-Al₂O₃）的质量分数分别为15%和3%时,环氧树脂/15PES/3Al₂O₃复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别达到45.7 kJ/m²、87 MPa和180 MPa,与纯环氧树脂相比,均有大幅度的提高。在测试频率为100 Hz时,复合材料的介电常数和介电损耗分别为7.7和0.013 5,介电性能较纯环氧树脂也有一定提高。此外,热分解温度比纯环氧树脂的提高了73℃,热稳定性得到提高。     

多壁碳纳米管-环氧树脂纳米复合材料的γ-射线固化行为

通过γ-射线辐射固化制备了多壁碳纳米管-环氧树脂复合材料。采用索氏提取法、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热法(DSC)测试了多壁碳纳米管环氧树脂复合体系的凝胶含量、转化率及热流曲线等固化动力学参数。采用扫描电子显微镜（SEM）表征了复合材料的微观组织。结果表明：通过γ-射线辐射固化的复合体系的凝胶含量随着辐射剂量、光引发剂含量的增加而增加;由于多壁碳纳米管对活性反应中心的影响,转化率随着多壁碳纳米管加入量的增加呈先下降,后增加的趋势。复合体系中多壁碳纳米管含量较高时易发生团聚,团聚会对复合体系的固化行为产生一定影响。     

聚苯乙炔/碳纳米管复合材料的制备及导电性

以无水A lC l3为催化剂合成了聚苯乙炔(PPA)、用浓H2SO4进行磺化改性,并通过共混制得了PPA/碳纳米管(CNT)及磺化PPA/CNT复合材料;研究了复合材料的导电性及电导率与CNT含量的关系。结果表明:磺化PPA/CNT导电阈值比PPA/CNT的降低了1%,前者达到极限电导率所需CNT的量是后者的10%;X-射线衍射(XRD)测试表明,在CNT界面上的磺化PPA有新的晶型产生。     

高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃体系的性能

使用以乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂的高密度聚乙烯/蒙脱土(HDPE/OMT)纳米复合材料作为基体,制备了含不同成炭剂的聚磷酸铵(APP)膨胀阻燃体系,对其阻燃性能进行了比较和研究,并分析了蒙脱土与膨胀阻燃剂协效作用的机理。热重分析(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热计结果表明:APP/季戊四醇(PER)体系熔融过程较短可形成蒙脱土增强炭层;PER/PA/OMT体系中较高的有机物含量有利于蒙脱土迁移和堆积。     

纳米MgTiO3对Mg(Ca)TiO3微波介质陶瓷烧结行为及介电性能的影响

为了降低MgTiO3CaTiO3陶瓷体系的烧结温度,以钛酸丁酯、醋酸镁为原料,采用溶胶凝胶法制备MgTiO3陶瓷纳米粉体。通过DTA、XRD、FTIR、SEM等观察到纳米MgTiO3陶瓷粉体颗粒分布均匀,粒度约为100 nm,并且成相良好。以MgTiO3纳米粉体按不同比例掺入固相合成的MgTiO3CaTiO3陶瓷体系中,并对该纳米复相陶瓷的烧结性能和介电性能进行了研究。结果表明：当MgTiO3纳米粉体的掺杂摩尔分数为20%时,体系的烧结温度从1 350 ℃降至1 250 ℃,体积密度达到理论密度的97%以上,并且具有良好的介电性能：εr=19.3, tan σ= 1.31×10-3(1.23 MHz)。     

增韧剂对尼龙6/碳纤维复合材料性能的影响

分别以马来酸酐接枝三元乙丙橡胶（EPDM-g-MAH）、马来酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物（POE-g-MAH）、马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）为增韧剂,采用双螺杆挤出机制备了3种增韧改性尼龙6/碳纤维（PA6/CF）复合材料。采用力学性能、扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热分析（DSC）、X射线多晶衍射分析（XRD）等手段对复合材料的界面结构和性能进行研究。结果表明：增韧后,PA6/CF复合材料的力学性能提高,其中,EPDM-g-MAH增韧改性的PA6/CF复合材料（PA6/CF/EPDM）的拉伸强度和冲击强度相对于PA6/CF分别提高了7%和16%,碳纤维与基体间的界面结合力显著增强;同时,增韧改性后的PA6/CF复合材料中的尼龙6的结晶度增加且更易形成稳定的α晶型。另外,与PA6/CF相比,增韧剂的加入略微降低了树脂基体的熔点。     

不同粒径炭黑混合对复合型导电材料PTC性能的影响

研究了炭黑分散效果对具有PTC效应的高密度聚乙烯／炭黑导电复合材料性能的影响。实验结果表明，由不同粒度和比表面积的两种炭黑混合后填充的复合材料同由导电性能较好的乙炔炭黑填充复合材料比较，前者具有较低的渗滤阀值、较高的临界温度、优良的PTC特性以及电阻稳定性好的特点．     

碳纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能

将长碳纤维开松针刺成毡,并通过双钢带压机制备了碳纤维毡增强聚丙烯复合材料(CFRPP),考察了碳纤维长度、含量、纤维毡的针刺及针刺类型、基体改性等因素对复合材料力学性能的影响,并对复合材料断面进行了扫描电镜观察以分析CFRPP界面结合情况。结果表明:实验范围内的纤维长度对碳纤维增强复合材料的力学性能基本没有影响;复合材料综合力学性能最佳的碳纤维质量分数约为30%;碳纤维毡经三角形针针刺后复合材料的拉伸性能得到较大幅度提高;相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)能够改善碳纤维与聚丙烯的界面结合,提高复合材料的力学性能,其最适宜的相容剂MPP的质量分数约为20%;将长度为80 mm的碳纤维用三角针刺成毡后,以MPP改性的聚丙烯(w_MPP=20%)浸渍制备得到碳纤维质量分数为30%的复合材料,拉伸强度为203.3 MPa,拉伸模量达16.6 GPa,弯曲强度为223.2 MPa,弯曲模量达到12.0 GPa,缺口冲击强度为752.2 J/m。     

碳纤维表面改性对复合材料性能的影响

采用氨基硅烷偶联剂对碳纤维进行表面改性,并以改性前后的碳纤维分别作为增强纤维,以尼龙66（PA66）树脂作为基体制成复合材料。采用X-射线衍射（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、动态机械性能分析（DMA）、力学性能测试等手段对复合材料界面的结构与性能进行了表征。研究了碳纤维表面改性对复合材料性能的影响,结果表明：碳纤维改性后表面活性官能团数增加,O-C=O和C=O的含量分别增加了95.24%和508.45%;碳纤维表面粗糙度增加,且与热塑性PA66树脂之间的结合强度显著增强;同时,改性后复合材料的的力学性能提升,弯曲强度和弯曲模量分别提升了30 MPa和424 MPa,冲击强度提高了6 MPa,储能模量显著增加,玻璃化转变温度提高约5℃。     

碳纳米管/聚丙烯腈原液的制备及可纺性

通过原位聚合的方法制备了碳纳米管／聚丙烯腈复合材料原液，并采用湿纺成型工艺制得碳纳米管／聚丙烯腈复合材料纤维。与共混工艺相比较，采用该方法制得的碳纳米管／聚丙烯腈复合材料碳纳米管在聚丙烯腈基中分散均匀，具有较好的可纺性。     

聚丙烯/碳纳米管复合材料的结构与导电性能:注塑工艺与膨胀石墨的影响

获得高性能碳纳米管（MWCNT）增强聚合物复合材料的关键在于控制碳纳米管在聚合物基体中的分布与取向。传统的注塑成型工艺下,碳纳米管容易发生取向,其表面电阻率远远大于模压成型时的电阻率。本文通过调整注塑工艺改变剪切场实现对碳纳米管在基体中分布与取向的控制。结果表明：在低熔体温度和高注射速度下,碳纳米管局部取向,导电性能下降;而在高熔体温度和低注射速度下,碳纳米管分散良好,导电网络优良,聚丙烯/碳纳米管（PP/MWCNT）注塑制品的导电性能得到有效提升,其表面电阻率下降了约5个数量级。加入膨胀石墨（EG）有增强导电网络的作用,使PP/MWCNT/EG复合材料的导电网络更为完善,其导电性能进一步提高,尤其在低熔体温度和高注射速度下最为明显;随着EG含量的增加,PP/MWCNT/EG的表面电阻率下降了3个数量级。     

炭黑表面含氧量对HDPE-CB复合物导电性能的影响

通过硝酸氧化处理炭黑(CB),使其表面含氧量(氧元素与碳元素的摩尔百分比)由1.0%(CB1)提高到7.0%(CB2)。分别以CB1和CB2为填料,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,制备了两种导电复合材料。与碳粒子填充极性聚合物相反,表面含氧量高的CB2填充HDPE复合物的渗流阈值低。采用SEM、动态电渗流效应和Payne效应分析了两种炭黑在HDPE中的分散和凝聚特征。结果表明：CB2在HDPE中分散更不均匀,更容易凝聚形成网络。炭黑在非极性HDPE中凝聚形成导电网络的能力随炭黑表面含氧量的增加而提高。     

碳纳米管改性硅橡胶的电学特性

用碳纳米管(CNT)填充硅橡胶制备了碳纳米管/硅橡胶复合材料,并研究了复合材料的电学特性。结果表明:随着碳纳米管含量的增加,复合材料的电阻率急剧下降,当wCNT=0.075时,电阻率下降了约10个数量级。随着拉力增大,复合材料的力敏效应增大。复合材料存在明显的弛豫现象:拉力越大,电阻率的弛豫时间越长;碳纳米管含量越大,复合材料的弛豫现象越不明显,可以用R(t)=(R0-R∞)exp(t/τ) R∞来描述复合材料的弛豫过程。