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Vol.19220No.32007年9月功 能 高 分 子 学 报 Journal of Functional Polymers 收稿日期:2006212215基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“973计划”(2005CB623800)作者简介:杨 波(19812),女,成都人,硕士研究生,主要从事聚合物基导电高分子复合材料的研究。
通讯联系人:郭少云,E 2mail :nic7702@导电炭黑在聚丙烯/极性聚合物体系中的选择性分散及其对导电性能的影响杨 波, 林聪妹, 陈光顺, 郭少云(四川大学高分子研究所,高分子材料工程国家重点实验室,成都610065)摘 要: 以聚丙烯(PP )和极性聚合物的共混物为基体材料,以导电炭黑为填料,通过熔融共混制备导电复合材料。
探讨了导电炭黑在两相基体中的分散情况以及双基体各组分比例对复合体系结构形态和导电性能的影响。
SEM 测试结果表明:炭黑粒子选择性地分散在极性乙烯2丙烯酸共聚物(EAA )树脂或尼龙6(PA6)中。
EAA 相在PP 基体中呈棒状伸长结构,且随着EAA 树脂含量的增大,在PP 基体中形成更多更为连续的棒状伸长结构,使体积电阻率迅速下降。
当在体系中加入PA6,m PP /m PA6=80/20时,PA6在PP 基体中形成相互连接的纤维状分散结构,显著降低了复合体系的体积电阻率。
电性能测试结果表明:材料在相同导电炭黑含量下的体积电阻率相对单基体体系可降低3～7个数量级。
关键词: 聚丙烯;EAA ;PA6;导电炭黑;复合材料;形态中图分类号: O632 文献标识码: A 文章编号: 100829357(2007)0320231206Selective Dispersion and Conductivity of Conductive C arbonB lack Composite in Polypropylene/PolarPolymer SystemsYAN G Bo , L IN Co ng 2mei , CH EN Guang 2shun , GUO Shao 2yun(State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering ,Polymer ResearchInstit ute of Sichuan University ,Chengdu 610065,China )Abstract : The conductive compo sites based o n conductive carbon black (CB ),polypropylene (PP )and polar polymers (et hylene 2acrylatic acid copolymer (EAA )and nylon 6(PA6))are prepared via t he melt blending p rocess.The effect s of t he dispersion of CB in t he two 2p hase mat rix and t he pro 2portion of t he two p hases on t he morp hology and conductivity of t he composites are discussed.SEM images show t hat t he CB particles are selectively located in t he polar EAA resin or PA6.EAA formed a rodlike extension st ruct ure in PP mat rix ,and much more continuous st ruct ure are formed ,which resulted in a rapid decreasing of t he volume resistivity wit h t he increasing of EAA resin con 2tent.When PA6is added into t he system and t he mass proportion of PP/PA6is 80/20,PA6formed a continous fiberous st ruct ure in PP mat rix ,which lead to a great decrease of t he volume resistivity.The elect rical testing result s indicate t hat t he volume resistivity of CB/PP 2polar polymer composites ・132・decreases by 3～7orders of magnit ude at t he same filler content compared to CB/PP system.K ey w ords : polyp ropylene ;EAA ;PA6;conductive carbon black ;compo sites ;morp hology 在聚合物中添加导电填料制备具有持久稳定导电性能的复合型导电聚合物这一方法,由于工艺简单、成本低、电阻率可调范围宽,近年来在电子、能源、化工、宇航等许多行业被广泛应用[1]。
黑种对阻燃聚丙烯熔接痕强度的影响阳范文陈晓明（广州医学院生物医学工程系，广东广州，510182）摘要：系统研究了黑种中各组分及不同型号黑种对熔接痕强度的影响：黑种中的载体、分散剂对熔接痕强度的影响相对较小，炭黑的粒径和用量适当时对熔接痕强度不大，不是引起螺丝柱出现爆裂的关键原因；黑种的粘度与碳黑含量和粒径有关，碳黑含量越高、粒径越小，粘度越大；黑种粘度越高，分散越困难，对熔接痕强度的影响越大，导致螺丝柱爆裂的可能性大大增加；选择低粘度的黑种、降低黑种中碳黑含量、改善其分散性能，对于解决螺丝柱爆裂有利。
关键词：卤阻燃聚丙烯、熔接痕强度、粘度、螺丝柱、爆裂Study on Rheological Properties of Medical grade PLLA and PDLLAYang Fanwen; Chen Xiaoming(Department of Biomedical Engineering, Guangzhou Medical University，Guangzhou 510182) Abstract：The capillary rheological properties of PLLA and PDLLA were researched at different temperatures and shear rates．The results showed that PLA showed shear thinning phenomenon and was characterized with non-newtonian fluid. With increase of temperature is increased, the non-newtonian index of two kinds of PLA increased slightly. At the same temperature and shear rate, the non-newtonian index of PDLLA was greater than PLLA. The structural viscosityindex(Δη) of them ranged from 0.9 to 1.4. With increase of temperature, Δη decreased, spinning processing ability was improved.Keywords：PLLA，PDLLA，Rheological property，Medical grade塑料制品中的“熔接痕”是指两股及其以上的熔融料流想接触时所形成的相态结构和力学性能完全不同于其它部分的三维区域。
炭黑在聚合物增强中的应用研究随着科技的迅速发展，材料科学已经成为一个越来越重要的学科分支。
在这个领域中，聚合物材料是最为常见的，因为它们有着非常好的加工性、能耐性和物理性能。
为了进一步提高聚合物材料的性能，炭黑被广泛应用于聚合物增强材料中，本文将探讨炭黑在聚合物增强中的应用研究。
一、炭黑的概述炭黑是一种由炭素组成的黑色粉末，它的制备过程是将天然气或石油等烃类气体燃烧而得。
炭黑的微观结构非常复杂，由许多微小的聚烯烃和芳香烃群组成。
这些微观结构使得炭黑具备了很多特殊性质：比如高度的电导率、高吸附能力、高强度和硬度等。
二、聚合物增强中的炭黑应用炭黑是一种非常重要的聚合物增强材料，因为它具有许多优越的性能：如提高聚合物的强度、韧性、耐磨性、耐高温性、耐刮擦性以及空气中紫外线的抗性等等。
炭黑还可以增加聚合物复合材料的电导率，这使得许多聚合物材料也可以应用在导电领域中。
具体地说，炭黑在聚合物增强中的应用主要分为以下两个方面。
1.橡胶制品橡胶制品是目前炭黑应用最广泛的领域之一。
因为炭黑具有良好的强度、弹性和阻氧性等特性，所以被用于制造轮胎、皮带、结构件、密封件、管道和电缆等方面。
通过添加炭黑，可以改善橡胶的物理力学性能、耐磨性能、阻氧性能和耐臭氧性能，同时炭黑的加入也会使得橡胶制品价格变得更加合理，具有良好的经济性。
2.塑料制品除了橡胶制品，炭黑在塑料制品中的应用也越来越广泛。
目前，炭黑已经被用于制造各种塑料制品，如汽车零件、电子设备外壳、家电外壳等。
不同种类的炭黑可以用来增强不同种类的塑料，例如耐高温聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。
炭黑不仅可以提高塑料的拉伸和熔体强度，同时还可以抵御紫外线和紫外线辐射等有害气体。
三、炭黑的种类与特点根据炭黑的制备工艺和性质，可以将炭黑分为多种不同的类别。
不同种类炭黑的特性也会略有不同。
下面简单介绍几种常见炭黑的种类和特点。
1.耐磨炭黑耐磨炭黑是一种硬度大、压缩能力强、强度高的炭黑，因此被广泛用于制造橡胶轮胎、皮带和管道等。
炭黑质量分数对炭黑_聚丙烯复合材料导电性影响炭黑是一种非常常见的填料材料，在聚合物复合材料中广泛应用。
它具有很高的导电性能，可以增强复合材料的导电性能。
炭黑质量分数对复合材料的导电性能有着重要的影响。
炭黑的质量分数是指炭黑在复合材料中所占的比例。
通常情况下，炭黑的质量分数越高，复合材料的导电性能也会越好。
这是因为炭黑具有高度的电导率，可以提供连续的导电路径，从而增加复合材料的导电性。
首先，炭黑的添加可以增加复合材料的电导率。
炭黑是由碳元素组成的颗粒状物质，具有很高的电导率。
当炭黑添加到聚丙烯中时，它会形成一个连续的导电网络，使电流可以在复合材料中自由传导。
这样，复合材料的电导率就会显著提高。
其次，炭黑的添加可以增强复合材料的导电性能。
炭黑的高导电性使得复合材料可以在较低电场下形成连续的导电路径。
这不仅可以提高复合材料的导电能力，还可以降低材料的电阻。
因此，炭黑的质量分数越高，复合材料的导电性能也越好。
此外，炭黑的质量分数还会对复合材料的导电特性产生其他影响。
例如，炭黑的添加可以改善聚丙烯复合材料的导电稳定性。
由于炭黑的高导电性，复合材料的导电性能可以在较大范围的温度和湿度条件下保持稳定。
这对于一些特殊的应用场景非常重要，如电子器件中的导电材料。
最后，炭黑的质量分数对复合材料的力学性能也会产生一定的影响。
炭黑是一种具有高比表面积的填料，可以增加复合材料的强度和刚度。
然而，炭黑的质量分数过高可能会导致复合材料的变形性能下降。
因此，在设计炭黑填充的复合材料时，需要考虑炭黑的质量分数以及其对力学性能的影响。
综上所述，炭黑质量分数对炭黑_聚丙烯复合材料的导电性能有着重要的影响。
炭黑的添加可以增加复合材料的电导率和导电能力，并改善复合材料的导电稳定性。
然而，炭黑质量分数的选择应该在考虑到复合材料的力学性能的前提下进行。
因此，在设计和应用炭黑_聚丙烯复合材料时，需要平衡炭黑的质量分数与其导电性能以及力学性能之间的关系。
炭黑在能源和新材料中的应用炭黑是一种常见的黑色粉末状物质，具有良好的导电、抗静电、耐磨、增效等特性，因此在能源和新材料领域有着广泛的应用。
一、炭黑在锂离子电池中的应用
锂离子电池是一种具有高能量密度、长寿命、无记忆效应、无污染等优点的可充电电池，广泛应用于各种便携式电子设备和电动汽车等领域。
而炭黑则作为一种导电性高、价格低廉的材料，被广泛应用于锂离子电池的正负极电极材料中，用于提高电极的导电性和电化学反应速率。
二、炭黑在轮胎和橡胶制品中的应用
炭黑作为一种增强剂和填料，在轮胎、橡胶管、密封圈、胶水等橡胶制品中有着广泛应用。
炭黑可以提高橡胶的硬度、拉伸强度和耐磨性，同时也可以增加橡胶制品的黑度和抗氧化性能，从而提高其使用寿命和性能。
三、炭黑在油墨和涂料中的应用
炭黑具有色素效果，能够起到深色和黑色的作用，因此在油墨和涂料中也有着广泛的应用。
炭黑可以提高油墨和涂料的黑度和光泽度，同时也可以增加其耐候性和抗紫外线性能，从而提高产品的品质和使用寿命。
四、炭黑在复合材料中的应用
炭黑可以与多种基础材料混合使用，在塑料、橡胶、树脂等复合材料中有着广泛的应用。
炭黑可以起到增强和改性的作用，改善复合材料的力学性能和化学性能，同时也可以提高其导电性和耐磨性等性能。
总之，炭黑在能源和新材料领域有着广泛的应用，除以上几个领域之外，还可以应用于油漆、电缆、墨水等各种工业领域。
随着科技的不断进步，炭黑的应用前景必将更加广阔，为人们的生产和生活带来更多的便捷和贡献。
炭黑对高分子材料电性能的影响姓名：***学号：********专业:材料科学与工程班级：材料1305班电话号码:181４８０10718炭黑对高分子材料电性能的影响【摘要】：由于炭黑资源丰富、成本低、加工方便、性能稳定的优异特点，使炭黑填充型导电复合材料成为应用最广泛的导电复合材料,本文介绍了导电炭黑在高分子材料中的导电机理，影响炭黑导电性能的因素,以及注重混合分散与成型加工条件，最后重点介绍了炭黑用量对复合材料电性能的影响以及填充型导电塑料。
【关键词】:炭黑;导电性；复合材料【前言】:炭黑的性能非常多，如在橡胶中作为填充剂，在油墨中担任着色剂的角色。
除此之外，炭黑还有导电的作用。
高分子材料中被填充炭黑后其体积电阻率就会大大降低。
但是降低的程度则是由炭黑粒子的性能和其填充量所决定的。
在其他条件不影响的前提下，炭黑原生粒子越小，其原生聚集体则越小。
而随着炭黑结构的增多，则高分子混合物体积的电阻率就越来越小。
而对于炭黑来说,其导电性能的基本要求有粒径小,结构高度比较发达,以及具有多孔性这一特点。
而毫无疑问,炭黑的含量则直接影响到高分子混合物的导电性能，炭黑含量达到一个临界浓度高分子材料的导电性能才最佳。
一、导电炭黑在高分子材料中的导电机理1.１、导电通路形成理论ﻫ在导电通路形成理论方面，人们是从导电渗滤现象开始研究的。
大量的实验结果表明,是复合体系中导电炭黑的含量增加到某一临界含量时，体系的电阻率急剧降低。
为了解释这种现象,人们提出了各种不同的理论。
其中较为成功的理论有Ｍiｙasaka热力学理论,认为高分子树脂基体与导电炭黑之间的界面效应对导电回路的形成具有很大的影响。
在复合物的制备过程中，导电炭黑粒子的自由表面变成湿润的界面,体系产生了界面能过剩，随着填料的增加,界面能过剩不断增大。
当体系界面过剩达到一个与聚合物种类无关的普适常数之后，粒子开始形成导电网络，宏观上表现为电阻率突降。
还有Ｋirkpａｔrｉck等人提出的统计渗滤模型，将导电填料视为点在数组上的随机分布，Gｕlａｎｄ在此基础上提出“平均接触数”m的概念，ｍ在1．３5-１．5之间电导率发生突变。
材料与性能炭黑/聚乙烯复合导电材料的性能研究郑裕董晓武(北京燕山石油化工公司,北京102500)摘 要研究了炭黑/聚乙烯复合导电材料的性能、加工工艺、炭黑结构、基础树脂等对材料性能的影响。
实验结果表明,材料具有明显的渗滤效应、正温度系数效应和非线性伏安特性。
关键词:炭黑聚乙烯复合材料 渗滤 正温度系数效应 伏安特性0 前言收稿日期:2000-08-10复合型导电高分子材料是高分子材料与导电物质通过分散复合、层压复合以及形成表面导电膜等方式构成的一种功能高分子材料。
其中分散复合型导电高分子材料通常是填充导电粒子或导电纤维,如炭黑、碳纤维、金属粉、金属纤维、金属化玻璃纤维等。
它具有质轻、耐用、易加工、导电性稳定等优点,近年来,市场需求不断增加。
按其电阻率的数值范围可分别用作电极和电磁波屏蔽材料(10-3~100cm),电线电缆的半导电屏蔽层(100~104 cm),抗静电材料(104~107 cm),温度、电压自动控制元件和发热体材料(100~106cm)等。
复合型导电高分子材料由于加工容易,导电性可在很大的范围内调节,已经在电线电缆屏蔽层、自控温伴热电缆等方面得到了实际的应用。
本文研究了不同种类炭黑填充聚乙烯复合导电高分子材料的电性能、力学性能及加工工艺对复合材料性能的影响。
1 实验部分1 1 实验原料聚乙烯,燕山石化公司;乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMMA),杜邦公司;特导电炭黑,山东淄博华光化工厂;乙炔炭黑,福建南平化工厂;普通炭黑,化工部炭黑工业研究院。
各种炭黑的性能指标见表1。
表1 三种不同炭黑的性能指标序号炭黑类型性能指标粒径/nm 比表面积/m 2 g -1吸油值/cm 3 g -1PH 值1#乙炔炭黑4060 3.40 6.02#特导电炭黑33828 5.86 6.53#油炉法炭黑80671.616.01 2 样品制备将炭黑和基础树脂按一定的比例混合均匀,在密炼机中塑炼,然后经挤出机挤出造第14卷第12期2000年12月中 国 塑 料C HINA PLASTIC SV ol 14 No 12Dec 2000粒。
复合材料学报第25卷 第4期 8月 2008年A ct a M ateri ae C om p o sit ae Sini c aVol 125No 14August2008文章编号:100023851(2008)0420013205收稿日期:2007209205;收修改稿日期:2008201202基金项目:浙江省科技计划重点科研工业项目(2005C21049)通讯作者:沈 烈,副教授,主要从事高分子复合材料研究 E 2mail :shenlie @炭黑改性对炭黑/高密度聚乙烯体系电性能稳定性的影响沈 烈3,钱玉剑,楼浙栋(浙江大学高分子科学与工程学系,杭州310027)摘 要: 采用熔体共混法制备了炭黑(CB )/高密度聚乙烯(HDPE )导电复合材料。
研究了硝酸氧化对CB/HDPE 导电复合材料正温度系数(PTC )、负温度系数(N TC )效应和电性能稳定性的影响。
结果表明,填充氧化炭黑(CB 2O )提高了CB 2O/HDPE 体系的电性能稳定性和PTC 强度,部分消除或降低了复合材料的N TC 效应。
而CB 2O/HDPE 体系的室温电阻率比CB/HDPE 体系只增加了0.3个数量级,但比经过交联处理的CB/HDPE (CB/crosslinked 2HDPE )体系降低了1个数量级。
CB 2O/HDPE 复合材料性能的改善主要是由于CB 经氧化后,表面羧基、羟基等极性基团含量增加,抑制了CB 粒子高温时的自团聚作用,减弱了体系的N TC 效应;同时CB 表面微晶晶界处导电性较差区域的减少,提高了CB 的导电性,并且CB 2O 表面大量孔洞和裂缝的形成,增强了CB 2O 与HDPE 的物理吸附作用,提高了复合材料的电性能稳定性。
关键词: 炭黑改性;电性能稳定性;PTC 效应;N TC 效应;导电复合材料中图分类号: TQ327.4 文献标志码:AE ffect of carbon black modif ication on the electrical reproducibilitybehavior of CB/H DPE compositesSH EN Lie 3,Q IAN Yujian ,LOU Zhedong(Department of Polymer Science and Engineering ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China )Abstract : The carbon black (CB )or oxidative carbon black (CB 2O )filled high 2density polyethylene composites were prepared by melting blending.The influence of CB oxidation on the positive temperature coefficient (PTC )behavior ,negative temperature coefficient (N TC )behavior and the electrical reproducibility of CB/HDPE and CB 2O/HDPE composites were studied.It is shown that the N TC effect is decreased or even eliminated ,the electrical reproducibility is improved and the PTC intensity is enhanced by CB oxidation.It is also revealed that the room temperature resistivity of CB 2O/HDPE is increased by only 0.3order compared with CB/HDPE ,but is lower by one order than that of crosslinked CB/HDPE.The results are due to the increase of the polarity on the surface of CB 2O ,which is induced by the increase of the carboxyl and hydroxyl.Thus the agglomeration of CB 2O at high temperature is restricted and the N TC effect of the composites is decreased.On the other hand ,the reduction of the poor electrical conductive regions at boundaries of the crystallites on the surface of CB improves the electrical conductivity of the composites and the strong physical adsorption interaction between CB 2O particles and HDPE improves the electrical reproducibility of the composites.K eyw ords : carbon black modification ;electrical reproducibility ;P TC effect ;N TC effect ;conductive polymercomposites 导电高分子复合材料因具有电阻正温度系数(Po sitive temperat ure coefficient ,P TC )效应、质量轻、易加工成各种复杂的形状、化学稳定性好和电导率可调节范围大等特点而作为自限温加热电缆、过电流保护元件、传感器、微型开关等产品,在电子电器、汽车、计算机、医疗器械等诸多领域得到了广泛的应用[126]。
聚丁烯塑料炭黑含量简介聚丁烯塑料是一种常见的合成塑料，广泛应用于日常生活和工业制造中。
炭黑是一种常用的填充剂，在聚丁烯塑料中添加适量的炭黑可以改善其力学性能、耐候性和导电性能等。
本文将详细介绍聚丁烯塑料中炭黑含量的相关内容。
炭黑在聚丁烯塑料中的作用1. 改善力学性能添加适量的炭黑可以显著提高聚丁烯塑料的强度、硬度和耐磨性。
这是因为炭黑具有较高的填充效果，可以增加聚合物基体的刚度和强度。
同时，由于其高比表面积和特殊结构，可以提供更好的表面摩擦性能，使得聚丁烯塑料具有更好的耐磨性。
2. 提高耐候性聚丁烯塑料在户外环境中容易受到紫外线、氧气和湿气等因素的影响而发生老化。
添加适量的炭黑可以有效地吸收和分散紫外线，减少其对聚丁烯塑料的损害。
同时，炭黑还可以防止氧气和湿气的渗透，延缓聚丁烯塑料的老化速度，提高其耐候性。
3. 改善导电性能炭黑具有良好的导电性能，可以在聚丁烯塑料中形成连续的导电网络。
这使得聚丁烯塑料具有一定的导电性能，适用于需要静电放电或导电要求较高的领域。
例如，在汽车行业中，聚丁烯塑料中添加适量的炭黑可以用于制造防静电零部件和导电密封件。
炭黑含量的确定方法确定合适的炭黑含量对于聚丁烯塑料制品的性能至关重要。
以下是常用的确定方法：1. 质量法质量法是最常用、最直接的确定方法之一。
通过称取一定质量的聚丁烯塑料样品和已知质量含有不同比例炭黑样品混合，并进行充分混合后测试样品的力学性能、耐候性等指标，根据试验结果确定最佳炭黑含量。
2. 体积法体积法是另一种常用的确定方法。
通过固定一定体积的聚丁烯塑料样品和已知体积含有不同比例炭黑样品混合，并进行充分混合后测试样品的力学性能、耐候性等指标，根据试验结果确定最佳炭黑含量。
3. 热重法热重法是一种基于样品的热重变化来确定炭黑含量的方法。
通过在高温下对聚丁烯塑料样品进行加热，测量样品质量随温度变化的曲线，并与已知含有不同比例炭黑样品的曲线进行对比，根据两者之间的差异确定最佳炭黑含量。
成炭对聚合物阻燃的作用和影响
庞永艳;马亚清
【期刊名称】《塑料助剂》
【年(卷),期】2015(0)4
【摘要】为了澄清聚合物在燃烧过程中成炭对阻燃的作用,本文详细讨论了“成炭三要素”对聚合物阻燃性能的影响.炭层对聚合物阻燃效率的影响主要受“成炭量”、“成炭速率”和“成炭质量”三个因素共同决定,但三者的作用效果并不独立,而是相辅相成的.成炭量主要是指炭层的多少与薄厚程度;成炭速率主要是指成炭的快慢;成炭质量则主要指炭层的稳定性、连续性和致密性.三者共同决定炭层对聚合物阻燃的作用效果.
【总页数】5页(P1-4,14)
【作者】庞永艳;马亚清
【作者单位】中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子与复合材料事业部,宁波,315201;中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子与复合材料事业部,宁波,315201
【正文语种】中文
【相关文献】
1.聚合物成炭阻燃新进展 [J], 康兴川;蔡涛;金滟
2.几种成炭性聚合物与红磷对HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的影响 [J], 刘磊;王继刚;张军;高祯瑞
3.高聚物成炭的阻燃作用 [J], 王永强
4.金属催化剂在聚合物降解成炭阻燃中的研究进展 [J], 刘彤;魏建斐;王锐
5.苯乙烯类聚合物的成炭及其在阻燃中的作用 [J], 李慧勇;蔡长庚;贾德民
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炭黑填充聚丙烯基导电复合材料的制备技术研究杨琼，周荣锋，吉建立，杨贵钦（昆明理工大学机电工程学院，云南昆明650093）摘要：本文采用熔融共混的方法制备出炭黑/聚丙烯基导电复合材料，具有明显渗滤效应，渗滤值在8%左右，炭黑经偶联处理后，渗滤值降低到5%，体积电阻率降低3个数量级；同时发现“逾渗阈值”现象出现的原因，与热力学理论吻合较好，即随着炭黑含量的增加，复合体系界面能出现饱和，过剩，当体系界面过剩达到一定值后，粒子开始形成导电网络，宏观表现为复合材料体积电阻率的突降。
关键词：炭黑，聚丙烯，导电复合材料，渗滤阈值，偶联处理聚合物基导电复合材料是在基体聚合物中加入另外一种导电聚合物或导电填料，采用物理或化学方法复合后而得到的既具有一定的导电功能，又具有良好的力学性能的多相复合材料［1］，且可以实现多种功能，成本低，具有永久导电性。
目前已被广泛应用于电子、能源、化工、宇航等领域［2］。
炭黑(CB)是最常用的导电填料，可以灵活调节复合材料的电阻率［2］，但炭黑加入到高分子材料中之后对其力学性能和加工性能有着显著的影响。
因此在设计导电高分子复合材料的性能时必须在导电性能、力学性能、加工性能三者之间选择一个合适的平衡点［3］；聚丙烯（PP）来源广泛，且具有良好的加工和使用性能。
因而本文选用炭黑填充聚丙烯，采用先熔融共混，后模压的方法，在低填充下制备出导电性良好的复合材料。
1.实验部分1.1实验原料聚丙烯PPB-M-075(EPC30R) 中国石化茂名分公司乙炔炭黑硬脂酸钙铝钛复合偶联剂OL-AT1618 山西省化工研究所1.2主要设备开放式炼塑机SK-160B 上海橡胶机械厂扫描电子显微镜XL30ESEM-TMP，PHILIPUS数字万用表M3800模压设备自制1.3样品制备偶联处理：取100g炭黑置于搅拌机中，加热到90~100℃搅拌10 min，然后加入1g铝钛复合偶联剂，搅拌30min后将炭黑取出，在100 ℃下烘干，同时使其表面产生接枝交联反应1h 。
助 剂不同炭黑对聚丙烯/炭黑复合材料导电性能的影响李 莹,王仕峰,张 勇,张隐西(上海交通大学高分子材料研究所,上海200240)摘 要:研究了四种不同的导电炭黑与聚丙烯复合制得的复合材料的体积电阻率与炭黑含量的关系,确定了复合体系中炭黑的渗滤阈值。
用扫描电镜(SEM)观察了不同炭黑含量的复合材料的断面形貌,用透射电镜(TEM)观察分析了四种炭黑的结构及粒径,并对其比表面积进行了测定。
结果表明:炭黑不同,得到的复合材料的渗滤阈值有很大差别。
炭黑结构性越高,比表面积越大,粒径越小,其导电性能越好,得到的渗滤阈值越低。
特别是具有空壳结构的炭黑,其渗滤阈值明显低于其他三种炭黑。
关 键 词:聚丙烯;导电炭黑;体积电阻率;渗滤阈值中图分类号:TQ325.1+4,TQ330.38+1 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2004)10Ο0063Ο04E ffect of Different Types of C arbon Black on ElectricalProperties of Polypropylene/C arbon Black CompositesL I Y ing,WAN G Shi2feng,ZHAN G Y ong,ZHAN G Y in2xi(Research Institute of Polymer Materials,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200240,China)Abstract:The relationship between volume resistivity and carbon black content of polypropylene/carbon black composites for four different conductive carbon blacks was studied.The percolation thresholds were measured.Morphology of the composites with different carbon black content was studied with SEM.The structure and particle size of these carbon blacks were observed and analyzed by means of TEM.Their surface area was also measured.The results showed that the larger the surface area and the smaller the particle diameter of the carbon black,the lower the percolation threshold.Especially,the carbon black with a hollow structure possessed a significantly lower percolation threshold than those of other three.K ey w ords:polypropylene;conductive carbon black;volume resistivity;percolation threshold 以炭黑为导电填料的复合型导电和抗静电高分子材料电性能持久稳定,性能易调节,成本低,因而广泛应用于电子、石油化工等领域。
炭黑在各行业的应用及作用炭黑是一种由碳元素构成的微细颗粒状固体物质，常用于各种行业中。
以下将介绍炭黑在不同行业的应用及其作用。
1. 橡胶工业：炭黑是橡胶制品中最重要的填充剂之一。
通过添加适量的炭黑，可以改善橡胶的强度、耐磨性、耐候性和耐臭氧性能。
炭黑还可以增加橡胶的硬度、耐用性和耐低温性，使橡胶制品具有更好的性能和使用寿命。
2. 塑料工业：炭黑在塑料制品中的添加可提高塑料的力学强度、热稳定性和耐候性。
炭黑还可以增加塑料的硬度、刚度和抗冲击性能，使塑料制品更耐用和具有更好的外观质量。
3. 油墨工业：炭黑是油墨中的重要颜料之一。
添加适量的炭黑可以增加油墨的颜色深度、遮盖力和光泽度，并提高油墨的流动性和印刷性能。
炭黑还可以提高油墨的抗紫外线能力，保护印刷品不易褪色。
4. 涂料工业：炭黑在涂料中的主要作用是增加涂料的遮盖力、色深度和均匀性。
炭黑还可以增加涂料的耐候性和耐磨性，延长涂料的使用寿命。
此外，炭黑还可以改善涂料的流动性和涂刷性能，使涂料施工更加方便和高效。
5. 化妆品工业：炭黑在化妆品中常用作颜料。
添加适量的炭黑可以调整化妆品的颜色和质地，使化妆品具有更好的遮盖性和持久性。
炭黑还常用于眼线笔、眉笔和口红等彩妆产品中，赋予其深邃和持久的色彩效果。
6. 电池工业：炭黑在电池制造中广泛应用。
其添加可以提高电池的导电性和承载能力，延长电池的使用寿命。
炭黑还可以增加电池的稳定性和抗老化能力，提高电池的效能和安全性能。
7. 食品工业：炭黑在食品工业中作为食品添加剂使用。
炭黑可以用来调整食品的颜色和质感，增加食品的色泽和光泽度。
在某些食品中，炭黑还可以用作着色剂，使食品呈现出特定的颜色，如巧克力、甜品等。
总之，炭黑在各行业中起到不同的作用，包括加强材料的性能、改善产品的质量和外观、提高产品的耐用性和稳定性。
随着科技的进步，炭黑在各行业中的应用也不断创新和扩大，为不同行业的发展提供了支持。
炭黑在高分子复合材料中的加强作用研究随着科技的不断发展，大量新型材料的涌现改变了我们的日常生活和工业生产方式。
在材料学中，高分子复合材料的研究有着举足轻重的地位。
高分子复合材料是指通过多种方式将多种材料组合在一起，形成一种性能更强大的新型材料。
其中，炭黑作为一种常见的高分子复合材料添加剂，在提高复合材料的强度、硬度、耐磨性等方面发挥了重要的作用。
本文将探讨炭黑在高分子复合材料中的加强作用研究。
一、炭黑的基本性质炭黑即碳黑，是一种黑色粉末状固体材料，由碳素微粒组成。
由于其颜色深沉，炭黑曾被用于生产印刷墨水和油漆等。
现在炭黑主要用于橡胶、塑料等高分子复合材料中。
炭黑的重要性质包括：结构多样性、高比表面积、良好的导电性和耐磨性等。
二、炭黑在高分子复合材料中的加强作用1.提高复合材料的强度和硬度炭黑因其高比表面积和结构多样性，可以与高分子材料产生很好的黏附作用。
加入适量的炭黑可以改善高分子材料的力学性能。
例如，炭黑可使硫化橡胶硬度和拉伸强度提高10％以上。
炭黑还可提高塑料产品的硬度和强度。
此外，高比表面积的炭黑可以分散在高分子材料中，从而提高材料的结实性和耐久性。
2.提高耐磨性炭黑在高分子材料中还可以起到提高耐磨性的作用。
炭黑微粒在高分子材料表面形成多孔结构，使得材料能够更好地抵御环境中的磨损。
因此，在制造轮胎、雨衣、雨靴等产品时，炭黑是一种非常理想的填充物和添加剂。
3.抗静电静电问题是高分子材料制品所面临的重要问题之一。
过大的静电电荷会导致产品对灰尘、污垢和其他粒子的吸附，影响产品的外观和品质。
炭黑的导电性良好，可以消除材料表面的静电荷，从而提高产品的质量。
三、炭黑在不同高分子材料中的应用炭黑的应用范围非常广泛，可以用于制造橡胶、塑料制品、沥青、颜料、碳纤维等材料。
以下是炭黑在不同高分子材料中的应用举例：1.炭黑在橡胶中的应用炭黑是橡胶制品中最重要的填充材料之一。
它可以为橡胶制品提供优异的物理和机械性能。
炭黑的改性和功能化研究炭黑是一种常见的黑色颗粒状物质，是由一些有机物的不完全燃烧所形成，它是碳的一种多孔材料。
由于具有很高的比表面积和吸附性能，炭黑被广泛应用于橡胶、化妆品、油墨等众多工业领域。
但是，炭黑本身的性质有限，例如，它不易分散于基质中，易形成团块，难以应用于复杂的化学反应中。
为了克服这些不足，近年来对炭黑进行改性和功能化研究的工作逐渐加强，以改进其性能和适应更广泛的应用。
一、炭黑的改性研究炭黑的改性研究主要包括物理性质和化学性质两个方面。
物理性质包括表面形貌、孔径大小、比表面积等，而化学性质则考虑到炭黑的吸附性能、表面电荷等因素。
1. 表面改性炭黑的表面可以经过不同的化学处理来进行改性。
例如，可以在炭黑表面覆盖上不同的有机物，这样可以使炭黑更好地分散在基质中。
在此基础上，还可以引入含有官能团的有机物，以增强炭黑与基质之间的相互作用，从而实现更好的增韧、增强等效果。
2. 活化炭黑活化炭黑是通过高温和酸碱等处理方式使炭黑表面孔径升高、数目增加的方法。
通过洁净溶液从孔径中取出不想要的化学物质，得到的高比表面积的活化炭黑具有更好的吸附性能，可以广泛应用于水处理、空气净化等领域。
3. 化学改性针对炭黑难以在化学反应中直接应用的问题，一些研究提出了氧化、硫化等改性方式，这样可以为炭黑引入官能团，增强其与基质间的化学反应性和催化作用。
二、炭黑的功能化研究通过对炭黑进行改性，可以赋予其更多的功能。
这些功能可以涵盖材料学、纳米技术、生物医学等多个领域。
1. 生物医学领域炭黑纳米颗粒对于生物医学应用有很大的潜力。
例如，通过将炭黑改性后引入生物大分子可以制作出具有良好生物相容性和药物释放的开关式纳米材料。
此外，纳米炭黑还可以应用于疗法，例如通过封装药物到炭黑中，利用炭黑高比表面积的吸附能力和低毒性，实现药物的准确释放和高效治疗。
2. 纳米技术领域纳米炭黑可以作为纳米复合材料的添加剂。
在小量的炭黑引入到复合材料中后，可以显著改善承载材料的导电性、导热性和机械性能等特性。
