镍包碳纤维填充导电橡胶薄膜的制备及性能

采用喷涂法制备了镍包碳纤维(CF@Ni)填充型柔性导电橡胶薄膜,探究了球形Ni粉颗粒对导电橡胶流动性及导电性的影响,研究了导电CF@Ni/橡胶薄膜的抗折叠性能以及薄膜与铝合金基体之间黏附强度。结果表明:以CF@Ni为主掺杂少量球形Ni的复合填料所制备的导电橡胶薄膜,电阻率在10-1Ω·cm级别;且随Ni粉增加,其电阻率不发生显著变化,但液态导电CF@Ni/橡胶流动性明显提高;喷涂获得的薄膜在0.2 MPa压力经100次折叠周期后,其导电性无明显下降;喷涂薄膜与铝合金基体之间的黏附强度约为0.219 MPa。所制备的导电CF@Ni/橡胶薄膜具有良好的导电性和抗折叠性能,导电橡胶薄膜中CF@Ni起主要导电作用,球形Ni粉不影响薄膜导电性,但在喷涂过程中有"润滑"作用,提高了喷涂效率。     

炭黑碳纤维填充双组分聚合物体系的导电网络及其阻温特性

以2种不同形态尺寸的导电填料炭黑(CB)、 碳纤维(CF)填充双组分聚合物体系高密度聚乙烯(HDPE)聚丙烯(PP), 制备了四元导电复合材料。研究了导电网络的结构形态及其对材料阻温特性的影响。光学显微镜及SEM 观察表明: 炭黑选择性地分布于HDPE中, 体系中HDPE与PP呈双连续相分布, 形成双渗流导电网络结构。而具有较高长径比的碳纤维在两相基体中均匀分布并贯通多个相区, HDPE导电相区的碳纤维相互桥接形成导电网络。电性能测试结果表明: 体系的体积电阻率与CB/HDPEPP及CBCF/HDPE三元复合体系相比下降了1~5个数量级。同时, 双渗流导电网络的存在也有效抑制了负温度系数(NTC)效应, 提高了循环稳定性。与CBCF/HDPE体系相比, CBCF/HDPEPP体系的NTC效应从2个数量级下降到0.6个数量级, 电阻特征弛豫时间从951s增加到了2370s。      

不锈钢纤维(SSF)和镍碳复合纤维(NCF)填充PC/ABS导电塑料性能影响分析

本文介绍了采用不锈钢纤维(SSF)和镍碳复合纤维(NCF)填充PC/ABS注塑成型新型轻质复合导电塑料,着重阐述了填充纤维后对复合材料的屏蔽效能、力学性能等的影响。     

CF/ABS树脂复合材料制备工艺对导电性能的影响及对屏蔽性能的理论预测

本文研究了使用溶剂法、密炼机和开炼机混炼碳纤维填充ABS树脂复合材料的导电性能,得到了纤维填充量与复合材料电阻率的关系,对其导电机理进行了分析.通过比较,发现纤维长径比是决定复合材料导电性能的重要因素,其它如纤维在基体中的分布也对复合材料导电性能有影响.最后对复合材料的屏蔽性能进行了理论计算.     

CF／ABS树脂复合材料制备工艺对导电性能的影响及对屏蔽性能的理论预测

本文研究了使用溶剂法、密炼机和开炼机混炼碳纤维填充ＡＢＳ树脂复合材料的导电性能，得到了纤维填充量与复合材料电阻率的关系，对其导电机理进行了分析。通过比较，发现纤维长径比是决定复合材料导电性能的重要因素，其它如纤维在基体中的分布也对复合材料导电性能有影响。最后对复合材料的屏蔽性能进行了理论计算。     

纳米SiC纤维改性短切碳纤维增强Si_3N_4陶瓷介电响应及吸波性能

以甲基三氯硅烷为原料,采用催化化学气相沉积(CCVD)工艺在短切碳纤维(C_(fd))表面制备了纳米SiC纤维(nano SiC_f)改性层,并采用凝胶注模-无压烧结工艺制备了nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4和C_(fd)/Si_3N_4复合材料。使用矢量网络分析仪研究了nano SiC_f-C_(fd)和C_(fd)对Si_3N_4陶瓷在X波段(8.2~12.4GHz)的介电响应和吸波性能的影响。结果表明:nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4和C_(fd)/Si_3N_4复合材料的复介电常数和介电损耗角正切值(tanδ)均随纤维添加量增加而增大;相同纤维含量时,nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4复合材料的介电常数实部比C_(fd)/Si_3N_4复合材料有所降低,但损耗角正切升高。反射损耗结果表明:nano SiC_f-C_(fd)/Si_3N_4复合材料拥有更优的电磁波吸收效果。nano SiC_f-C_(fd)含量为2wt%、d=2.5mm时,出现最大吸收峰-14.95dB,反射损耗优于-5dB,波段频宽达3.5GHz。nano SiC_f界面改性能有效提高C_(fd)/Si_3N_4复合材料的吸波性能。     

Effect of extensional strain on the resistivity of electrically conductive nitrile-rubber composites filled with carbon filler

The resistivity and mechanical properties of nitrile-rubber based conductive composites filled with short carbon fibres (SCFs) and mixed filler system (SCF + carbon black) are studied as functions of the extensional strain and the strain rate. It has been observed that both strain and strain rate have a strong influence on the resistivity of the composites. The sensitivity of the change in resistivity against the strain and strain rate depends on the concentration as well as the type of conductive filler. SCFs impart higher conductivity to the composite than a blend of SCFs and carbon black at the same level of loading parts per hundred of rubber (p.h.r.). Composites filled with a mixed filler system show high mechanical properties in contrast to those of SCF-filled composites. The change in resistivity with the degree of strain is less pronounced in mixed-filler-filled composites than in only carbon-fibre-filled composites. The mechanical properties of the composites are dependent on the polymer-filler interaction whereas change in resistivity is dependent on the transient arrangement of the conducting components in the polymer matrix. A good correlation exists between mechanical and electrical response to the strain sensitivity.     

PTC effect of carbon fiber filled EPDM rubber composite

Conductive ethylene-propylene-diene (EPDM) rubber composites filled with carbon fiber (CF) and carbon black (CB) were prepared by the conventional melt-mixing method. Optical microscope was used to observe the formation of the conductive pathways in the CF-filled composite. A model based on thermal expansion and electron tunneling theory was proposed to explain the PTC effect of CF-filled composite. The resistivity-temperature behavior of filled EPDM composites depended on the shape of carbonaceous fillers, CF/EPDM composite showed a positive temperature coefficient (PTC) effect, while CB/EPDM composite showed a negative temperature coefficient (NTC) effect.     

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。     

Pressure-sensitive electrically conductive nitrile rubber composites filled with particulate carbon black and short carbon fibre

The electrical conductivity of pressure-sensitive nitrile rubber composites, containing different loadings of particulate carbon black filler and short carbon fibre, have been studied. The conductivity of composites increases with increasing of filler concentration as well as with increased applied pressure up to a certain limit. The composites containing particulate fillers register low conductivity as compared to composites containing short carbon fibres, due to easy formation of an interconnecting network in the latter case. The effect of the orientation of short carbon fibre with respect to an applied electric field has also been studied. The pressure dependence of composites with transversely oriented carbon fibres with respect to electric fields is higher than that of composites with longitudinally oriented carbon fibres. The results are interpreted on the basis of the formation of interconnecting continuous conducting networks.     

基于炭黑填充导电橡胶的力敏传感器的灵敏度

以通用有效介质理论为基础,给出了,炭黑填充导电橡胶(炭黑/橡胶)的力敏传感器灵敏度计算方程.采用该方程并结合形变和压阻效应,分析了影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数.结果表明:炭黑体积分数是影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数.当炭黑体积分数在临界体积分数附近时,力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度为0.1～11.5 MPa-1,其敏感机制主要为压阻效应.当炭黑体积分数在渗流区时,灵敏度为0.2～3.6 MPa-1,其敏感机制还与接触压力的大小有关,压力较小时,主要为压阻效应;压力较大时,主要为应变效应.若炭黑体积分数在传导区,灵敏度为0.3～1.7 MPa-1,其敏感机制主要为应变效应.     

炭黑填充导电橡胶的温度传感器灵敏系数

以通用有效介质理论为基础,给出了炭黑填充导电橡胶(导电炭黑/橡胶)的温度传感器电阻-温度计算模型。利用该模型得出材料的灵敏系数计算公式,并结合形变和电阻率的变化对正电阻-温度特性(PTCR)的影响分析材料的灵敏系数特性。结果表明:在炭黑分布均匀、体积分数在渗流体积分数附近等条件下,电阻-温度计算模型与实验吻合,表现出一致的PTCR变化规律。导电炭黑/橡胶的PTCR效应主要源于基体膨胀导致炭黑体积分数的稀释作用,若炭黑体积分数在渗流区,导电炭黑/橡胶的灵敏系数为280~420;当炭黑体积分数在传导区时,其灵敏系数为32.5~62.0。导电炭黑/橡胶的PTCR效应是热-形变与形变-电导过程的乘积效应,导电炭黑/橡胶的灵敏系数高,但其体积膨胀系数低,使材料的电阻温度系数较低。     

基于炭黑填充导电橡胶的力敏传感器的灵敏度

以通用有效介质理论为基础, 给出了炭黑填充导电橡胶(炭黑/橡胶)的力敏传感器灵敏度计算方程。采用该方程并结合形变和压阻效应, 分析了影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数。结果表明: 炭黑体积分数是影响力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度的主要参数。当炭黑体积分数在临界体积分数附近时, 力敏导电炭黑/橡胶的灵敏度为0.1～11.5 MPa^-1, 其敏感机制主要为压阻效应。当炭黑体积分数在渗流区时, 灵敏度为0.2～3.6 MPa^-1, 其敏感机制还与接触压力的大小有关, 压力较小时, 主要为压阻效应; 压力较大时, 主要为应变效应。若炭黑体积分数在传导区, 灵敏度为0.3～1.7 MPa^-1, 其敏感机制主要为应变效应。     

炭黑填充导电橡胶的力敏传感器灵敏系数

以通用有效介质理论为基础, 给出了炭黑填充导电橡胶(炭黑/橡胶)的力敏传感器灵敏系数计算方程。采用该方程并结合应变和压阻效应对"负压力-电阻特性"(NPC)的影响程度, 分析了力敏导电炭黑/橡胶的灵敏系数和工作原理。结果表明: 炭黑体积分数在临界体积分数附近时, 力敏导电炭黑/橡胶的灵敏系数在2.5～13之间, 其工作原理主要为压阻效应。当炭黑体积分数在渗流区时, 灵敏系数在2.5～4.5之间, 其工作原理与接触压力的大小有关。压力较小时, 其工作原理主要为压阻效应; 压力较大时, 其工作原理主要为应变效应。炭黑体积分数在传导区时, 灵敏系数在2.0～2.5之间, 其工作原理主要为应变效应。      

碳包铝纳米粒子填充硅橡胶制备散热复合材料

以甲基乙烯基硅橡胶为基胶, 碳包铝(C-Al)纳米粒子为填料, 采用机械混炼法制备了散热用C-Al/硅橡胶复合材料。采用SEM研究了C-Al纳米粒子在硅橡胶中的分散情况; 并研究了填料对复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明: C-Al纳米粒子在硅橡胶中分散性良好; C-Al/硅橡胶复合材料的热导率随C-Al填充量的增加而增大, 填充体积分数超过50%时热导率开始下降, C-Al适宜用量为总体积的50%; 随着填料的增加, 复合材料CTE减小。TGA分析表明, 填充C-Al纳米粉体的复合材料热稳定性高于未填充硅橡胶。