聚丙烯-炭黑PTC導電復合材料的研究.pdf

1、聚合物基PTC復合材料廣泛應用于自控溫加熱電纜、過電流保護元件及傳感器等領域，因具有加工成型方便、原料成本低、使用安全等特點而成為國內外研究開發(fā)的熱點。其中自控溫加熱電纜由于具有加熱熱源溫度低、能夠在任意一點實現加熱的特點而成為最重要的聚合物基PTC復合材料。目前這類材料存在的主要問題是室溫體積電阻率高、熱循環(huán)穩(wěn)定性差、壽命短等，成為制約其走向實用化的瓶頸。 針對目前國內聚合物PTC復合材料和自控溫加熱電纜的研究應用現狀，本文選

2、擇聚丙烯作為復合材料基體，通過選用不同牌號的聚丙烯和不同類型的炭黑制備出具有一定PTC強度的復合材料，研究炭黑填充復合材料的逾滲行為、PTC行為，討論聚合物結構、結晶行為、導電填料類型和用量對復合物導電性能、PTC強度及PTC轉變溫度的影響。表明材料PTC效應與聚合物基體的結晶行為密切相關；與PE復合物相比，PP復合物具有較高的PTC轉變溫度；乙炔炭黑填充逾滲閾值較小，PTC效應較好，相對比較理想。以氟橡膠對聚丙烯/炭黑復合材料中聚丙烯

3、基體進行改性，由于體系中雙逾滲效應使得炭黑填充逾滲閾值顯著降低，在逾滲閥值附近PTC強度最高，PTC轉變溫度提高；氟橡膠粘度較大使炭黑粒子在升降溫過程中比較緊密地吸附在聚合物基體中，位置恢復較快，因而材料重現性得到改善，材料穩(wěn)定性提高。在前面研究的基礎上，以聚丙烯、氟橡膠作為聚合物基體，乙炔炭黑為導電填料，優(yōu)化配方，選擇合適的加工工藝，制得發(fā)熱溫度105℃、PTC強度約4個數量級以上的自控溫伴熱帶，經長期通電及通、斷電循環(huán)測其老化性能，