炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数蒋红生;黄英;杨庆华;高峰;刘平【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2012(043)003【摘要】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。

【总页数】4页(P383-386)【作者】蒋红生;黄英;杨庆华;高峰;刘平【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥230031;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥230031 中国科学技术大学自动化系,安徽合肥230027【正文语种】中文【中图分类】TP212【相关文献】1.超导电炭黑填充硅橡胶的制备技术研究 [J], 董洪涛;2.炭黑填充复合型导电硅橡胶的导电机理研究及电阻率计算 [J], 谢泉;罗姣莲;干福熹;刘让苏;彭平;徐仲榆3.炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响 [J], 李斌;赵丽琼;王钰4.炭黑填充导电硅橡胶导电特性研究概况 [J], 赵丽琼;李斌;丁绍焕5.改性材料对炭黑填充压敏硅橡胶导电性能的影响 [J], 李斌;张学勇;付朝阳;王鹏宇;全旺贤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

白炭黑补强硅橡胶机理白炭黑是一种常用的填料，可以用来补强硅橡胶材料。

它具有高比表面积、优异的增强效果和抗老化性能，因此被广泛应用于橡胶制品的生产中。

补强硅橡胶的机理主要包括物理机械作用和化学作用两个方面。

首先，白炭黑的高比表面积能够提供更多的接触面积，增加与硅橡胶的物理结合力。

其次，白炭黑的颗粒形状和尺寸能够增加硅橡胶的机械强度，提高其抗拉强度和耐磨性。

在物理机械作用方面，白炭黑填料与硅橡胶基体之间形成了一种物理上的键合关系。

白炭黑颗粒的高比表面积使其能够与硅橡胶分子链相互作用，形成一种物理上的吸附作用。

这种吸附作用能够增加硅橡胶的黏附能力和内聚力，使其具有更好的拉伸性能和耐磨性。

在化学作用方面，白炭黑填料还能与硅橡胶基体发生化学反应，增强其化学键合力。

白炭黑的表面含有许多活性基团，可以与硅橡胶中的官能团发生反应，形成化学键。

这种化学键能够提高硅橡胶的耐热性、耐油性和耐腐蚀性，使其在复杂的工作环境中具有更好的稳定性和耐用性。

除了物理机械作用和化学作用，白炭黑还能够通过改变硅橡胶的微观结构来提高其性能。

白炭黑填料的加入可以改变硅橡胶的晶粒尺寸和分布，使硅橡胶具有更细密的结构和更均匀的分布。

这种微观结构的改变能够提高硅橡胶的物理力学性能，使其具有更好的弹性和韧性。

总的来说，白炭黑补强硅橡胶的机理是通过物理机械作用、化学作用和微观结构调控三个方面来实现的。

白炭黑的高比表面积和颗粒形状能够增加硅橡胶的物理强度和黏附能力，而其表面的活性基团则能够与硅橡胶发生化学反应，增强其化学性能。

此外，白炭黑的加入还能够改变硅橡胶的微观结构，进一步提高其性能。

因此，白炭黑作为一种常用的填料，能够有效地补强硅橡胶材料，提高其综合性能，广泛应用于橡胶制品的生产中。

硅橡胶用白炭黑
硅橡胶用白炭黑特性：
在橡胶行业中使用比普通沉淀白炭黑更具补强性，特别是在硅橡胶行业中不仅使产品具有更好的拉伸强度和耐磨性等，而且是产品透明度好，拉伸不返白，不变形。

项目指标
型号CT30
外观白色粉末
白度等于标样二氧化硅含量（干品）≥98
PH值≥7
BET（比表面积）120-170 DBP mL/100g（吸油值）260
粒径8um
烧碱含量（干品）%1000℃，2h ≤7.0
加热减量%105℃，2h ≤6.0
此产品具有高吸油值，低比表面积的特点。

可用于制作胶辊，手机按键等硅橡胶制品。

物质：SiO2 折光率10.56% 颗粒折射率 1.600 颗粒吸收率0.1 分散剂乙醇粒径：9.08um。

硅橡胶的结构硅橡胶是一种具有优异性能和广泛应用的弹性材料。

它主要由硅氧烷聚合物和填料组成，具有耐高温、耐低温、耐候性好、电绝缘性能优异等特点。

在工业生产中，硅橡胶广泛用于密封、绝缘、吸振、防水等领域。

本文将从硅橡胶的结构入手，探讨其特点及应用。

硅橡胶的结构具有以下特点：首先，硅橡胶的主要成分是硅氧烷聚合物，其分子链中交替排列着硅原子和氧原子，这使得硅橡胶具有较好的耐高温性能。

其次，硅橡胶中的填料起到增强材料强度和硬度的作用，常见的填料有石英粉、碳黑等。

此外，硅橡胶还含有硫化剂、促进剂等辅助剂，用于促进硅橡胶的交联反应，提高其弹性和耐磨性。

硅橡胶的特点主要体现在以下几个方面：首先，硅橡胶具有优异的耐高温性能，能在-60℃至300℃范围内保持良好的物理性能，适用于高温环境下的密封和绝缘。

其次，硅橡胶具有优异的电绝缘性能，可用于电子元器件的密封和绝缘。

此外，硅橡胶还具有较好的耐候性和耐臭氧性能，能在户外恶劣环境下长期使用。

硅橡胶在工业生产中有着广泛的应用。

首先，在汽车制造领域，硅橡胶被广泛应用于汽车密封件、悬挂系统、防尘罩等部件，提高了汽车的安全性和舒适性。

其次，在电子电器领域，硅橡胶被用作电子元器件的密封、绝缘材料，保障了电器设备的正常运行。

此外，硅橡胶还广泛应用于建筑、医疗、食品等领域，发挥着重要的作用。

总的来说，硅橡胶作为一种优异的弹性材料，具有独特的结构和优异的性能，在工业生产中有着广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和创新，硅橡胶的性能和应用领域将不断拓展，为各行业的发展提供更多可能性。

希望本文对硅橡胶的结构和特点有所帮助，为读者对硅橡胶的认识提供一定的参考。

炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能
张继华;任灵;王立峰;赵云峰
【期刊名称】《宇航材料工艺》
【年(卷),期】2011(041)002
【摘要】采用SEM、TGA等表征了炭黑填充导电硅橡胶的性能及结构,并研究其导电机理.结果表明,乙炔炭黑含量对导电硅橡胶的力学性能有明显影响.含量超过45 phr后,其体积电阻率变化不明显,炭黑在橡胶内部形成"球簇"和"簇链"结构,因而炭黑的增多,增加了"导电通路",降低橡胶的体积电阻率;导电硅橡胶的最佳耐热性填充量为50 phr,此时随温度的增加,其拉伸强度下降;在100℃下长期老化后的导电性能下降.
【总页数】5页(P79-82,86)
【作者】张继华;任灵;王立峰;赵云峰
【作者单位】航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北
京,100076
【正文语种】中文
【相关文献】
1.注塑炭黑填充聚丙烯微观结构和导电性能的研究 [J], 马少康;成永峰;畅同晨;吴海宏
2.导电炭黑填充室温硫化硅橡胶的屏蔽性能 [J], 李鹏;刘顺华
3.高结构导电炭黑填充硅橡胶复合材料的性能 [J], 陈克正;杜芳林;崔作林;张华凯
4.炭黑填充型导电硅橡胶的性能研究 [J], 杨绪迎;吴文彪
5.改性材料对炭黑填充压敏硅橡胶导电性能的影响 [J], 李斌;张学勇;付朝阳;王鹏宇;全旺贤
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Ｖｏｌ．３９高等学校化学学报Ｎｏ．１０２０１８年１０月㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ㊀㊀㊀㊀㊀㊀２３２０ ２３２６㊀㊀ｄｏｉ：１０．７５０３／ｃｊｃｕ２０１８０１４１炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性王文琪，林㊀宇，吴国章（华东理工大学材料科学与工程学院，上海市先进聚合物重点实验室，上海２００２３７）摘要㊀研究了炭黑（ＣＢ）结构和橡胶基体极性对复合材料在高频区介电特性的调控作用．结果表明，与极性较强的丙烯酸酯橡胶体系相比，非（弱）极性硅橡胶体系与ＣＢ相互作用较弱，渗流阈值较低，界面极化弱，高频区介电常数随频率增大衰减较小．ＣＢ粒径大且比表面积小，虽不利于渗流网络的形成，但高频介电特性随频率衰减较小．比表面积小且结构度低的ＣＢ填充弱极性的硅橡胶体系在高频区具有较大介电常数，有望实现人体肌肉和脂肪的宽频化介电特性仿真．关键词㊀橡胶极性；炭黑填充橡胶复合材料；渗流阈值；高频介电特性中图分类号㊀Ｏ６３１㊀㊀㊀㊀文献标志码㊀Ａ收稿日期：２０１８⁃０２⁃２１．网络出版日期：２０１８⁃０９⁃１０．基金资助：国家自然科学基金（批准号：５１５０３０６６，５１３７３０５３）资助．联系人简介，吴国章，男，博士，博士生导师，主要从事高分子材料成型加工与形态控制研究．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｇｚ＠ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ人体组织微波仿真材料及由此构成的微波体模不仅可为肿瘤的微波诊治提供精确定位试验，为进一步发展计算机辅助医学诊断提供基础数据，而且对于研制新一代微波通讯系统㊁海关口岸微波安检设施，减轻电磁波对人类的危害具有重大意义．微波体模要求人体组织微波仿真材料导电和介电特性与人体组织等效，同时密度㊁比热及传热系数等基本物理特性也尽可能接近人体组织．自２０世纪７０年代以来，人们在微波等效体模的研制方面做了大量的工作．最初用氯化钠水溶液或水凝胶来模拟人体组织的微波介电特性［１，２］，但存在电性能不稳定㊁易变质及难以赋形等缺点．２１世纪初，人们开始研制不含水的聚合物基微波等效体模．Ｎｉｋａｗａ等［３］采用２种不同类型的碳纤维填充硅橡胶，分别模拟低含水量的人体组织（如脂肪和骨骼）和高水含量的人体组织（如皮肤㊁肌肉和人脑），在１ＧＨｚ处介电常数分别高达８和８０．Ｍｏｏｎ等［４］采用陶瓷粉调控介电常数，炭黑（ＣＢ）和石墨调控介电损耗，制备了环氧树脂基人体组织微波仿真材料，在１ＧＨｚ处介电常数高达５５．Ｙｏｕｎｇｓ等［５］通过注塑成型制备ＣＢ填充聚四氟乙烯人体模型，可模拟脂肪和肌肉的介电常数．Ｇａｒｅｔｔ等［６］将ＣＢ和石墨填充聚氨酯橡胶中制备了柔软且具有一定力学强度的人体模型，在１ＧＨｚ处介电常数分别高达４０和１０．但目前文献报道更多局限于模拟不同人体组织微波下介电特性的材料配方，很少涉及填料与基体界面相互作用对材料高频介电常数的影响规律．纯聚合物介电常数较低，在聚合物基体中添加导电填料是最直接有效的提高材料介电常数的方法［７ １２］．ＣＢ是最常用的导电填料，随着ＣＢ含量的增加，复合材料的电阻率下降，介电常数上升，且存在渗流效应［１３，１４］：当ＣＢ含量在渗流阈值（φｃ）附近，电阻率和介电常数发生突变．复合材料的介电损耗由导电和极化贡献，当ＣＢ含量超过φｃ时，复合材料电阻率显著下降，介电损耗主要取决于导电［１５ １８］，介电常数也由于聚合物⁃导电粒子微电容网络的形成而显著提高．除了填充量，ＣＢ粒径㊁比表面积㊁团聚结构及分散状态等因素显著影响材料的电性能．通常，ＣＢ粒径越小，比表面积越大，结构度越高，渗流阈值越低，可在较低ＣＢ含量下有效提高电导率，但高频区介电常数提高有限［１９］；粒径大㊁比表面积小㊁结构度低㊁分散好的ＣＢ虽需较高含量才能提高电导率，但能明显提高高频区的介电常数．此外，介电常数与基体的极性强弱有关［１３］，一般认为基体极性越强，复合材料的介电常数越高．Ｓａｌａｅｈ等［２０］对比了环氧改性前后天然橡胶与ＣＢ共混的介电特性，发现橡胶经极性基团改性后偶极极化增加，介电常数提高．本文研究了橡胶基体极性和ＣＢ种类对复合材料在高频区介电特性的调控作用，考察了ＣＢ粒径㊁比表面积㊁结构度及ＣＢ⁃聚合物间相互作用对导电性能和介电常数的影响规律，阐述了人体组织微波仿真材料宽频化设计的基本原理．１㊀实验部分１．１㊀试剂与仪器丙烯酸酯橡胶（ＡＲ），牌号ＡＲ３２，日本瑞翁公司，玻璃化转变温度（Ｔｇ）为－２８ħ；硅橡胶（ＳＲ），牌号Ｓｙｌｇａｒｄ１８４，美国道康宁公司，Ｔｇ为－１２０ħ；乙炔黑（ＡＢ），阿法埃莎化学有限公司；导电型炭黑ＶＸＣ７２Ｒ（ＶＢ），上海卡博特化学有限公司；绝缘炭黑Ｎ９９０（ＮＢ），上海欧励隆贸易有限公司．各种ＣＢ详细参数见表１．原料使用前均经干燥处理．Ｔａｂｌｅ１㊀ＤｅｔａｉｌｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｓＣａｒｂｏｎｂｌａｃｋＳｉｚｅ／ｎｍＮ２ｓｐｅｃｉｆｉｃａｒｅａ／（ｍ２㊃ｇ－１）ＤＢＰａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ／（ｃｍ３㊃１００ｇ－１）Ｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ（％）Ａｃｅｔｙｌｅｎｅｂｌａｃｋ（ＡＢ）４２７５２９８３ ０ＶＸＣ７２Ｒ（ＶＢ）３０２５４１７８０ ７Ｎ９９０（ＮＢ）２８０７ １２３４ ４４０ ５㊀㊀ＵＴ３３Ｃ型万用表，香港优利德有限公司；Ｋｅｉｔｈｌｅｙ６４８７型皮安表，美国Ｋｅｉｔｈｌｅｙ公司；ＨｉｔａｃｈｉＳ⁃４８００型扫描电子显微镜（ＳＥＭ），日本日立公司；ＮｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌＧｍｂＨＣｏｎｃｅｐｔ４０型高分辨介电分析仪，德国Ｎｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌ公司．１．２㊀试样制备丙烯酸酯橡胶样品：将一定配比的ＡＲ３２和ＣＢ在ＨＬ⁃２００型密炼机（吉林大学科教仪器厂）中于１００ħ及８０ｒ／ｍｉｎ条件下混炼２０ｍｉｎ，并在ＸＫ⁃１６０⁃３２０型开炼机（上海东业机电设备公司）上开炼１０ｍｉｎ，然后将复合材料于１０ＭＰａ和１７０ħ条件下热压５ｍｉｎ制得厚度为１ｍｍ的薄片．样品编号为ＡＲ⁃ｘ⁃ｙ，其中ｘ为ＣＢ代号，ｙ为ＣＢ的质量分数．硅橡胶样品：将液体硅橡胶的两组分混合均匀后，慢慢加入ＣＢ研磨均匀，在真空环境中放置１ｈ，除泡，在模具中涂平，于１５０ħ固化１０ｍｉｎ得到厚度为１ｍｍ的薄片．样品编号为ＳＲ⁃ｘ⁃ｙ，其中ｘ为ＣＢ代号，ｙ为ＣＢ添加的质量分数．２㊀结果与讨论２．１㊀导电渗流行为Ｆｉｇ．１㊀ＶｏｌｕｍｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｖｅｒｓｕｓｆｉｌｌｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｓＣＢ：ａ．ＡＢ；ｂ．ＶＢ；ｃ．ＮＢ．当ＣＢ添加量在φｃ附近时，电阻发生突变，材料介电常数显著提高．因此，首先考察不同ＣＢ的导电渗流行为，以确定ＣＢ添加量．图１给出了不同种类ＣＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶的ρｖ随ＣＢ含量变化情况．对于ＡＲ３２体系，导电ＡＢ和ＶＢ在较低含量时对材料ρｖ影响较小，当ＡＢ和ＶＢ含量为２３ １％时，ρｖ明显下降，而ＮＢ添加量为７５％时，ρｖ仍未出现突变，说明ＮＢ均匀分散于基体中，未能形成导电网１２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性络结构．进一步对比发现，φｃ随ＣＢ结构参数（吸油值）的增大而减小．ＡＢ填充体系和ＶＢ填充体系的φｃ尽管相近，但ＶＢ填充体系的ρｖ更低，这可能与ＶＢ较小的粒径和较大的比表面积有关；另外，ＡＢ表面一般含有较高的极性含氧基团（表１），导致ＡＢ与极性的ＡＲ３２相互作用较强，难以形成导电网络．在非极性的硅橡胶复合体系［图１（Ｂ）］中，较低结构度的ＶＢ在添加量为１５％时，ρｖ明显下降，而添加５％高结构度的ＡＢ体系即可显著降低ρｖ，说明ＡＢ由于具有丰富的枝状结构，更易形成导电网络．与ＡＲ３２体系不同的是，添加７０％ＮＢ可显著降低硅橡胶体系ρｖ．上述结果表明，在非极性橡胶体系中ＣＢ导电网络的形成更多取决于ＣＢ的一次结构形态，ＤＢＰ吸油值越高，φｃ越小，而在极性较大的ＡＲ３２体系中，ＣＢ与聚合物之间的相互作用力有可能阻碍导电网络的形成［２１］．图２给出ＡＢ和ＮＢ在ＡＲ３２基体中的ＳＥＭ形貌．由图２可见，粒径小㊁高结构度的ＡＢ加入到ＡＲ３２中，低填充含量［图２（Ａ）］下ＡＢ均匀分散，高填充含量［图２（Ｂ），（Ｃ）］下ＡＢ形成网络结构；而粒径大㊁低结构度的ＮＢ经密炼和开炼混合后被ＡＲ３２基体包覆，即使ＮＢ填充含量高达７５％［图２（Ｆ）］，仍未形成三维导电网络结构．这主要是由于ＮＢ粒径大，比表面积小，粒子间作用力小，无法将ＮＢ表面的橡胶层剥除形成导电链［２２］．Ｆｉｇ．２㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＡＲ⁃ＡＢ⁃１６ ７％（Ａ），ＡＲ⁃ＡＢ⁃２３ １％（Ｂ），ＡＲ⁃ＡＢ⁃２８ ６％（Ｃ），ＡＲ⁃ＮＢ⁃６６ ７％（Ｄ），ＡＲ⁃ＮＢ⁃７１ ４％（Ｅ）ａｎｄＡＲ⁃ＮＢ⁃７５％（Ｆ）Ｆｉｇ．３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＳＲ⁃ＡＢ⁃５％（Ａ），ＳＲ⁃ＡＢ⁃１０％（Ｂ），ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％（Ｃ），ＳＲ⁃ＮＢ⁃３０％（Ｄ），ＳＲ⁃ＮＢ⁃５０％（Ｅ）ａｎｄＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％（Ｆ）图３给出ＡＢ和ＮＢ在硅橡胶基体中的分散状态．可以看出，ＡＢ在硅橡胶中分散粒径比在ＡＲ３２基体中大，且在较低填充量下形成网络结构．这是由于硅橡胶为非（弱）极性基体，硅橡胶⁃ＡＢ间相互作用小于ＡＢ⁃ＡＢ颗粒间作用力，ＡＢ倾向于自凝聚，因此更易形成导电通路．比表面积小㊁粒径大的２２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀ＮＢ填充硅橡胶体系中，ＮＢ粒子间距离随填充含量增加而减小，在高填充量［图３（Ｆ）］下，ＮＢ粒子间接触，形成网络结构．进一步证实由于基体极性差异，ＣＢ与硅橡胶基体间相互作用弱于ＣＢ与ＡＲ３２基体间相互作用，更易形成导电网络结构．ＡＢ，ＶＢ和ＮＢ填充ＡＲ３２的导电渗流阈值分别为１８ ６，小于１８ ６和７５，填充硅橡胶的导电渗流阈值分别为３，５和５０．可见，对于极性较强的ＡＲ３２与ＣＢ有更强的相互作用力，ＣＢ分散状况较好，因此相对于硅橡胶体系有较高φｃ．而对于不同结构度的ＣＢ，结构度越大，ＣＢ越容易形成网络结构，具有较低φｃ．而在ＡＲ３２中结构度较高的ＡＢ反而比ＶＢ有更高φｃ，主要由于加工过程中破坏了其枝状结构，造成其φｃ提高．２．２㊀橡胶基体极性对高频介电特性的影响基体极性和ＣＢ结构显著影响填充高分子复合体系导电渗流行为．图４给出导电ＡＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电常数的频率依赖关系曲线．可见，由于ＡＲ３２基体极性较强，纯ＡＲ３２的介电常数高于纯的硅橡胶，复合体系的介电常数随ＡＢ填充含量增加而升高，且各组分的介电常数随频率升高而下降．这主要是由于材料中的偶极极化㊁电子极化等随着频率的增加来不及响应，从而造成介电常数衰减．对比发现，ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电常数随频率衰减速率不同．ＡＲ⁃ＡＢ⁃２８ ６％体系在１０６Ｈｚ处介电常数约为７４，随频率增加衰减较快，在１０９Ｈｚ处介电常数仅为１６；而ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％体系在１０６Ｈｚ处介电常数约为１０００，随频率增大衰减较慢，在１０９Ｈｚ处介电常数仍高达３００．这主要归因于极性较强的ＡＲ３２基体与ＡＢ相互作用较强，在填料网络之间形成了薄层微电容结构［２３］，进而强化了基体的偶极极化．而ＡＢ填充硅橡胶体系在网络结构间虽然也有微电容结构存在，但由于硅橡胶基体极性较弱，偶极极化强度较弱，因此介电常数随频率的衰减较小．Ｆｉｇ．４㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（εᶄ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓＦｉｇ．５㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（εᵡ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ图５给出ＡＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电损耗随频率变化曲线．在纯体系中，ＡＲ３２基体较硅橡胶极性强，其介电损耗也较大．复合体系的介电损耗随ＡＢ填充量增加而增大，且当ＡＢ含量超过φｃ时，曲线形状与纯聚合物相差较大．文献［２４ ２７］表明，导电填料填充聚合物体系的介电损耗由导电和极化两部分贡献．导电部分贡献的介电损耗与频率的倒数成正比，曲线形状为斜向下的直线．极化部分贡献的介电损耗与频率呈非线性关系．当ＡＢ含量超过φｃ时，ＡＲ３２体系的介电损耗与频率呈线性关系，说明介电损耗主要由导电所贡献．而在硅橡胶体系中介电损耗与频率呈非线性关系，说明介电损耗主要由极化所贡献，可能由于ＡＢ表面的含氧基团所引起的偶极极化．硅橡胶体系介电损耗值比３２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性ＡＲ３２体系大，主要由于ＡＢ在硅橡胶中形成更为完整的网络结构，造成的损耗值较大．２．３㊀炭黑结构对高频介电特性的影响图６给出ＶＢ和ＮＢ填充硅橡胶复合体系的介电常数随频率变化曲线．结合图４（Ｂ），进一步考察了ＣＢ结构对填充复合体系高频介电特性的影响．ＳＲ⁃ＶＢ⁃１０％体系介电常数随频率升高几乎不变，ＳＲ⁃ＶＢ⁃１５％体系介电常数则随频率升高显著下降（从１０６Ｈｚ处的１０００直接降低到１０９Ｈｚ处的１９ ４）．而ＮＢ填充硅橡胶体系各组分介电常数随频率升高几乎均不变或下降很小．当ＣＢ含量较低时，体系中ＣＢ之间微电容很难形成网络，因此基体的极化增强效果较弱，介电常数随频率变化依赖性较小．当ＣＢ含量接近或高于φｃ时，由于ＶＢ的比表面积较ＡＢ和ＮＢ大，在相同填充量下，基体⁃ＣＢ界面面积增大，界面极化较强［２８］，因而高频处介电常数快速衰减．反之，ＡＢ和ＮＢ比表面积较小，基体⁃ＣＢ界面面积较小，且硅橡胶基体极性弱，因此高频处介电常数衰减较小，ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％和ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系在１０９Ｈｚ处介电常数可分别高达３００和１００ Ｆｉｇ．６㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｆｏｒＶＢ（Ａ）ａｎｄＮＢ（Ｂ）ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ图７给出ＶＢ和ＮＢ填充硅橡胶复合体系的介电损耗的频率依赖性曲线．结合图５（Ｂ）可知，ＡＢ，ＶＢ和ＮＢ质量分数分别为１０％，１５％和７０％时，１０９Ｈｚ处介电损耗达到最大，且ＶＢ和ＮＢ填充体系的介电损耗随频率呈线性关系，说明介电损耗主要由导电所贡献．进一步对比发现，ＶＢ填充体系介电损耗随频率下降要大于ＮＢ，主要是由于其ＶＢ的结构度和比表面积远大于ＮＢ，能形成更完整的网络结构，在１０９Ｈｚ处电导率更大．而ＡＢ填充体系介电损耗随频率呈非线性关系，主要由ＡＢ表面含氧基团的偶极极化所贡献，介电损耗随频率变化较小．Ｆｉｇ．７㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｆｏｒＶＢ（Ａ）ａｎｄＮＢ（Ｂ）ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ２．４㊀模拟人体组织的介电特性图８给出ＡＢ填充硅橡胶复合材料的介电常数和介电损耗，并与文献［２９，３０］中人体肌肉和脂肪的介电特性进行对比．可以看出，ＳＲ⁃ＡＢ⁃３％体系的介电常数和介电损耗在相当宽的频率区间与人体脂肪的介电特性非常接近，有可能进一步开发成人体脂肪的微波仿真材料；ＳＲ⁃ＡＢ⁃１０％体系介电常数比人体肌肉稍高，介电损耗适用范围也很窄，不适用于模拟人体肌肉．由于基体极性对介电常数随频率的依赖性有影响，对于弱极性的硅橡胶增强其极性可调控复合物介电常数对频率的依赖性，以缩小与人体组织介电常数的偏差．另外，可对ＡＢ的用量进行微调，以进一步缩小模拟的偏差．图９给出ＮＢ填充硅橡胶复合材料的介电常数和介电损耗．与文献［２９，３０］中人体肌肉和脂肪的介电特性比较发现，４２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀Ｆｉｇ．８㊀Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（Ａ）ａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（Ｂ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［２９，３０］Ｆｉｇ．９㊀Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（Ａ）ａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（Ｂ）ｏｆＮＢｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［２９，３０］ＳＲ⁃ＮＢ⁃５０％体系介电常数高于人体脂肪，但介电损耗却低于脂肪，因此不适于模拟脂肪；ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系的介电常数和介电损耗与肌肉的介电特性在非常宽的频率范围内比较接近．因此通过不同ＣＢ种类的混杂有可能实现人体肌肉的宽频化仿真设计．需特别指出的是，与ＡＢ相比，ＮＢ需在更高的含量下才可达到脂肪和肌肉的介电特性，这与ＮＢ粒径大㊁比表面积小㊁结构度低及界面极化弱直接关联．综上所述，橡胶基体极性和ＣＢ结构显著影响复合材料的渗流行为和高频介电特性．ＡＲ３２基体极性强于硅橡胶，与ＣＢ间相互作用较强，渗流阈值较高，其介电损耗主要由导电贡献，介电常数随频率升高快速衰减．表明弱极性的硅橡胶适合作为模拟人体组织介电特性的橡胶基体．导电ＶＢ粒径小，比表面积大，其硅橡胶填充体系在高频区的介电特性随频率衰减速度比较快．ＡＢ和ＮＢ因比表面积小，界面极化较弱，高频区介电特性随频率衰减比较缓慢，适合作为模拟人体组织介电特性的导电填料．具有较高结构度的ＡＢ能在较低含量下达到高介电常数．ＳＲ⁃ＡＢ⁃３％和ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系可在非常宽的频率范围分别模拟人体脂肪和肌肉的介电特性．参㊀考㊀文㊀献［１］㊀ＣｈｏｕＣ．，ＣｈｅｎＧ．，ＧｕｙＡ．，ＬｕｋＫ．，Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ，１９８４，５，４３５ ４４１［２］㊀ＩｔｏＫ．，ＦｕｒｕｙａＫ．，ＯｋａｎｏＹ．，ＨａｍａｄａＬ．，Ｅｌｅｃｔｒ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｊｐｎ．，２００１，８４（４），６７ ６９［３］㊀ＮｉｋａｗａＹ．，ＣｈｉｎｏＭ．，ＫｉｋｕｃｈｉＫ．，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍｉｃｒｏｗ．ＴｈｅｏｒｙＴｅｃｈ．，１９９６，４４（１０），１９４９ １９５２［４］㊀ＭｏｏｎＫ．Ｓ．，ＣｈｏｉＨ．Ｄ．，ＬｅｅＡ．Ｋ．，ＣｈｏＫ．Ｙ．，ＹｏｏｎＨ．Ｇ．，ＳｕｈＫ．Ｓ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，２０００，７７，１２９４ １３０２［５］㊀ＹｏｕｎｇｓＩ．Ｊ．，ＴｒｅｅｎＡ．Ｓ．，ＦｉｘｔｅｒＧ．，ＨｏｌｄｅｎＳ．，ＩＥＥＰｒｏｃ．Ｓｃｉ．Ｍｅａｓ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２００２，１４９（６），３２３ ３２８［６］㊀ＧａｒｒｅｔｔＪ．，ＦｅａｒＥ．，ＩＥＥＥＡｎｔｅｎｎａｓＷｉｒｅｌ．Ｐｒｏｐａｇ．Ｌｅｔｔ．，２０１４，１３，５９９ ６０２［７］㊀Ａｌ⁃ＳａｌｅｈＭ．Ｈ．，ＳａａｄｅｈＷ．Ｈ．，ＳｕｎｄａｒａｒａｊＵ．，Ｃａｒｂｏｎ，２０１３，６０，１４６ １５６［８］㊀ＢｒｏｓｓｅａｕＣ．，ＢｏｕｌｉｃＦ．，ＱｕｅｆｆｅｌｅｃＰ．，ＢｏｕｒｂｉｇｏｔＣ．，ＬｅＭｅｓｔＹ．，ＬｏａｅｃＪ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９９７，８１（２），８８２ ８９０［９］㊀ＦｏｕｌｇｅｒＳ．Ｈ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，１９９９，７２（１２），１５７３ １５８２［１０］㊀ＬｉｕＸ．Ｘ．，ＺｈａｎｇＺ．Ｙ．，ＷｕＹ．Ｐ．，Ｃｏｍｐｏｓ．ＰａｒｔＢ：Ｅｎｇ．，２０１１，４２（２），３２６ ３２９［１１］㊀ＳｔｏｙａｎｏｖＨ．，ＭｃＣａｒｔｈｙＤ．，ＫｏｌｌｏｓｃｈｅＭ．，ＫｏｆｏｄＧ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００９，９４，２３２９０５［１２］㊀ＴａｎｇＹ．Ｃ．，ＬｉｕＸ．，ＫｏｎｇＬ．Ｆ．，ＷｕＧ．Ｚ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，２０１２，２８（７），７２ ７４（倘余昌，刘星，孔兰芳，吴国章．高分５２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性子材料科学与工程，２０１２，２８（７），７２ ７４）［１３］㊀ＤａｎｇＺ．Ｍ．，ＹｕａｎＪ．Ｋ．，ＺｈａＪ．Ｗ．，ＺｈｏｕＴ．，ＬｉＳ．Ｔ．，ＨｕＧ．Ｈ．，Ｐｒｏｇ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，２０１２，５７（４），６６０ ７２３［１４］㊀ＳｔａｕｆｆｅｒＤ．，ＡｈａｒｏｎｙＡ．，ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＰｅｒｃｏｌａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ，Ｔａｙｌｏｒ＆ＦｒａｎｃｉｓＬｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９８５，８９ ９４［１５］㊀ＣａｏＭ．Ｓ．，ＳｏｎｇＷ．Ｌ．，ＨｏｕＺ．Ｌ．，ＷｅｎＢ．，ＹｕａｎＪ．，Ｃａｒｂｏｎ，２０１０，４８，７８８ ７９６［１６］㊀ＣａｏＭ．Ｓ．，ＹａｎｇＪ．，ＳｏｎｇＷ．Ｌ．，ＺｈａｎｇＤ．Ｑ．，ＷｅｎＢ．，ＪｉｎＨ．Ｂ．，ＨｏｕＺ．Ｌ．，ＹｕａｎＪ．，ＡＣＳＡｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１２，４，６９４９ ６９５６［１７］㊀ＷｅｎＢ．，ＣａｏＭ．Ｓ．，ＬｕＭ．Ｍ．，ＣａｏＷ．Ｑ．，ＳｈｉＨ．Ｌ．，ＬｉｕＪ．，ＷａｎｇＸ．Ｘ．，ＪｉｎＨ．Ｂ．，ＦａｎｇＸ．Ｙ．，ＷａｎｇＷ．Ｚ．，ＹｕａｎＪ．，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２０１４，２６，３４８４ ３４８９［１８］㊀ＪｏｎｓｃｈｅｒＡ．Ｋ．，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒ．Ｉｎｓｕｌ．，１９９２，２７（３），４０７ ４２１［１９］㊀ＣｈｕｎｇＫ．Ｔ．，ＳａｂｏＡ．，ＰｉｃａＡ．Ｐ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９８２，５３，６８６７ ６８７９［２０］㊀ＳａｌａｅｈＳ．，ＮａｋａｓｏｎＣ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，２０１２，３３（４），４８９ ５００［２１］㊀ＷｕＧ．Ｚ．，ＡｓａｉＳ．，ＳｕｍｉｔａＭ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２００２，３５，９４５ ９５１［２２］㊀ＬｅＨ．Ｈ．，ＰｈａｍＴ．，ＨｅｎｎｉｎｇＳ．，ＫｌｅｈｍＪ．，ＷｉｅßｎｅｒＳ．，ＳｔｏｃｋｅｌｈｕｂｅｒＫ．Ｗ．，ＤａｓＡ．，ＨｏａｎｇＸ．Ｔ．，ＤｏＱ．Ｋ．，ＷｕＭ．，ＶｅｎｎｅｍａｎｎＮ．，ＨｅｉｎｒｉｃｈＧ．，ＲａｄｕｓｃｈＨ．Ｊ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１５，７３，１１１ １２１［２３］㊀ＷａｎｇＺ．，ＺｈａｏＧ．Ｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２０１４，２（４４），９４０６ ９４１７［２４］㊀ＬｉＧ．，ＸｉｅＴ．Ｓ．，ＹａｎｇＳ．Ｌ．，ＪｉｎＪ．Ｈ．，ＪｉａｎｇＪ．Ｍ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２０１２，１１６，９１９６ ９２０１［２５］㊀ＳｕｎＫ．，ＸｉｅＰ．Ｔ．，ＷａｎｇＺ．Ｙ．，ＳｕＴ．Ｍ．，ＳｈａｏＱ．，ＲｙｕＪ．Ｅ．，ＺｈａｎｇＸ．Ｈ．，ＧｕｏＪ．，ＳｈａｎｋａｒＡ．，ＬｉＪ．Ｆ．，ＦａｎＲ．Ｈ．，ＣａｏＤ．Ｐ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１７，１２５，５０ ５７［２６］㊀ＣｈｅｎｇＣ．，ＦａｎＲ．，ＲｅｎＹ．，ＤｉｎｇＴ．，ＱｉａｎＬ．，ＧｕｏＪ．，ＬｉＸ．，ＡｎＬ．，ＬｅｉＹ．，ＹｉｎＹ．，Ｎａｎｏｓｃａｌｅ，２０１７，９，５７７９ ５７８７［２７］㊀ＷａｎｇＺ．，ＺｈｏｕＷ．，ＤｏｎｇＬ．，ＳｕｉＸ．，ＣａｉＨ．，ＺｕｏＪ．，ＣｈｅｎＱ．，Ｊ．ＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄ．，２０１６，６８２，７３８ ７４５［２８］㊀Ｏｔｅｒｏ⁃ＮａｖａｓＩ．，ＡｒｊｍａｎｄＭ．，ＳｕｎｄａｒａｒａｊＵ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１７，１１４，１２２ １３４［２９］㊀ＳｔｕｃｈｌｙＭ．Ａ．，ＳｔｕｃｈｌｙＳ．Ｓ．，Ｊ．ＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｏｗｅｒＥ．Ｅ．，１９８９，１５（１），１９ ２６［３０］㊀ＪｏｈｎｓｏｎＣ．Ｃ．，ＧｕｙＡ．Ｗ．，Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，１９７２，６０（６），６９２ ７１８Ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＳｐｅｃｉｆｉｃＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋＦｉｌｌｅｄＲｕｂｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ†ＷＡＮＧＷｅｎｑｉ，ＬＩＮＹｕ，ＷＵＧｕｏｚｈａｎｇ∗（ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｖｅｌｏｐｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｕｍａｎｔｉｓｓｕｅ⁃ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｔｉｓａｇｒｅａｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｔｏｅｎｄｏｗｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｉｆｉｃｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ（ＣＢ）ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ，ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅＣＢ⁃ｍａｔｒｉｘｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｉｆｉｃｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｈｉｇｈｉｎＣＢ⁃ｆｉｌｌｅｄｓｔｒｏｎｇｐｏｌａｒａｃｒｙｌｉｃｒｕｂｂｅｒ（ＡＲ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＣＢｃａｎｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｌｏｗ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｄｕｅｔｏｓｔｒｏｎｇＣＢ⁃ＡＲｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｄｅｃａｙｑｕｉｃｋｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｓｔｒｏｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｗｅａｋｐｏｌａｒ（ｎｏｎｐｏｌａｒ）ｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｄｅｃａｙｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｌｏｗｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ＡｌｔｈｏｕｇｈＣＢｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｂｉｇｓｉｚｅ，ｓｍａｌｌｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｆｏｒｍｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔｔｅｎｕａｔｅｓｌｏｗｌｙｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｕｍａｎｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔｗｉｔｈＣＢ⁃ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．†ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏｓ．５１５０３０６６，５１３７３０５３）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｒｕｂｂｅｒｐｏｌａｒｉｔｙ；Ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｆｉｌｌｅｄｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；Ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；Ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ（Ｅｄ．：Ｗ，Ｚ）６２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀。

硅胶导电胶硅胶导电胶是一种特殊的导电材料，具有优异的导电性能和良好的化学稳定性。

它由硅胶基质和导电填料组成，能够在宽温度范围内保持稳定的导电性能。

硅胶导电胶具有优异的导电性能。

导电填料通常采用金属粉末、碳黑、导电纤维等材料，这些导电颗粒与硅胶基质相互连接，形成导电网络。

这种网络结构能够有效地传导电流，使硅胶导电胶具有较低的电阻率。

此外，硅胶导电胶还具有较高的导电性能稳定性，能够在长时间使用或恶劣环境下保持良好的导电特性。

硅胶导电胶具有良好的化学稳定性。

硅胶作为一种有机高分子材料，具有良好的耐热性、耐寒性和耐热老化性能。

硅胶导电胶在高温、低温、潮湿等极端环境下仍能保持稳定的导电性能，不会因环境变化而导致电阻率的剧烈变化。

此外，硅胶导电胶还具有优异的化学惰性，不易受到化学物质的侵蚀和腐蚀。

硅胶导电胶具有广泛的应用领域。

首先，它常被用于电子产品的导电连接。

在电子元器件的组装过程中，硅胶导电胶可以作为导电粘接剂，用于连接电路板上的导电元件，如芯片、电阻、电容等。

其次，硅胶导电胶还可以用于电磁屏蔽。

在电子设备中，为了防止电磁干扰对电路的影响，常需要使用导电材料对电磁波进行屏蔽。

硅胶导电胶可以制成导电涂层或导电薄膜，用于电磁屏蔽的需求。

此外，硅胶导电胶还可以应用于触摸屏、太阳能电池、导电胶键盘等领域。

在使用硅胶导电胶时，需要注意一些问题。

首先，硅胶导电胶应存放在干燥、阴凉的环境中，避免湿气和高温对其导电性能的影响。

其次，硅胶导电胶在使用过程中应避免与强酸、强碱等化学物质接触，以免损害其化学稳定性。

此外，硅胶导电胶在施工过程中需要注意涂敷均匀，以确保导电性能的一致性。

硅胶导电胶作为一种特殊的导电材料，具有优异的导电性能和良好的化学稳定性。

它在电子产品的导电连接、电磁屏蔽等领域有着广泛的应用前景。

同时，在使用硅胶导电胶时需要注意存放条件和施工要求，以确保其导电性能的稳定性和可靠性。

深圳市长园特发科技有限公司炭黑的导电性能在IXPE导电泡棉中的应用炭黑是一种半导体材料，常用电导率或其倒数电阻率表示其电性能。

炭黑的导电性与其微观结构、粒子大小、结构、表面性质等密切相关。

炭黑的微观结构赋予炭黑导电性。

天然石墨单晶或高度定向的热裂解石墨的电性能类似于半金属性质，即它的价电子与导电电子带之间的能带很低，小于0.04eV。

而且，由于石墨的取向，在电性能方面也存在着明显的各向异性。

石墨单晶在a轴方向的比电阻大约为5*10-5欧.cm，但在垂直于石墨层的C轴方向的比电阻则为0.5欧.cm，高出104倍。

对炭黑聚集体而言，由于石墨层取向的同心圆性质，绝大部分接触都是沿C轴方向，其电阻率要高于石墨。

炭黑的物理化学性质与其化学性质与其导电性有关。

一般来说，粒子越小，导电性能越好，这是由于增加了单位体积内炭黑的粒子数，从而增加了接触点或在分散体系中减少了粒子间距，使电阻减小，导电性增加。

炭黑结构也是炭黑导电性的重要因素，高结构炭黑较正常结构或底结构炭黑具有较好的导电性。

这显然是由于炭黑链枝结构的存在、交织联结形成了更多的导电通路所致。

炭黑表面挥发物或残留的焦油状物质（即溶剂抽出物）使炭黑表面覆盖一层含氧化合物的摸或油状烃分子薄膜，形成了绝缘层，增加了炭黑的电阻，使导电性降低。

将炭黑在真空或惰性气氛中加热除去含氧基团和油状物质后，导电性会明显增加。

炭黑表面粗糙度，即孔隙性也影响炭黑的导电性。

表面粗糙多孔的炭黑其导电性增加，这是由于当填充量一定时，多孔的炭黑粒子比实心粒子的粒子间距要小。

所以，导电性能好的炭黑要具备粒子细、结构高、表面纯净、粗糙多孔的特点。

IXPE导电泡棉将聚乙烯或改性聚乙烯与导电填料和抗静电剂挤出成型，经过辐射交联，高温发泡制得导电/泡沫塑料，其表面电阻和体积电阻为103-9，永久导电，表面光滑，环保，易二次成型加工。

而添加的炭黑选择高电导率的炭黑进行加工成型，可以大幅度降低炭黑的含量，提高IXPE的物理性能。