聚乙烯/炭黑复合体系正温度系数效应的研究

摘要

本文较系统地研究了影响聚乙烯/炭黑复合体系渗滤效应、PTC效应和NTC效应的因素，包括炭黑的含量、炭黑的性质、炭黑的分散、与一些无机填料的复合体系、基体的链结构、基体的熔融流动性、基体的结晶性等方面。　　本文应用辐照交联的方法提高了聚乙烯/炭黑复合体系的PTC强度，抑制了NTC效应，改善PTC效应的稳定性。进一步研究了辐照交联作用的关键性因素——体系的凝胶含量，利用新型多官能团单体的特性提高了体系的凝胶含量。　　本文尝试应用一种高熔点聚合物，在一定程度上控制了炭黑在基体中的位置偏移和附聚，较好地抑制了体系的NTC效应，提高了PTC强度，改善了PTC效应的稳定性。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1正温度系数(PTC)材料

1.2高分子PTC材料介绍

1.2.1高分子PTC材料的发现

1.2.2高分子PTC材料的相关概念

1.2.3高分子PTC材料的优势

1.2.4高分子PTC材料的应用

1.3高分子PTC材料导电机理及PTC效应的产生机理

1.3.1导电网链和热膨胀理论

1.3.2电子隧道效应理论

1.3.3聚集态结构变化及炭粒迁移理论

1.3.4欧姆导电理论

1.3.5电场发射理论

1.3.6其他相关理论

1.4高分子PTC材料性能的影响因素

1.4.1炭黑

1.4.2炭黑在基体中的分散问题

1.4.3基体

1.4.4无定形高分子基体或其他导电填料体系的PTC材料

1.4.5高分子PTC材料的制备工艺及后处理方法

1.4.6高分子PTC材料的稳定化

1.5本论文的研究内容和创新性工作

第二章实验部分

2.1原料

2.2设备及仪器

2.3材料制备

2.3.1 γ射线辐照HDPE(γ-HDPE)

2.3.2炭黑的臭氧氧化

2.3.3混炼和模压

2.3.4材料的热处理

2.3.5辐照交联

2.4性能测试

2.4.1 HDPE的红外测试

2.4.2 HDPE的接触角测试

2.4.3炭黑表面的pH值测试

2.4.4炭黑流动度的测试

2.4.5材料室温电阻率的测试

2.4.6材料阻温特性的测试

2.4.7材料电流-时间特性的测试

2.4.8 DSC分析

2.4.9凝胶含量的测试

2.5实验工艺流程

第三章结果与讨论

3.1炭黑对复合体系PTC效应的影响

3.1.1 HDPE/CB复合体系的渗滤效应

3.1.2炭黑含量对复合体系PTC效应的影响

3.1.3炭黑性质对复合体系PTC效应的影响

3.1.4炭黑分散对复合体系PTC效应的影响

3.1.5其他无机填料与炭黑的配合使用

3.1.6小结

3.2基体对复合体系PTC效应的影响

3.2.1不同种类聚乙烯复合体系的PTC效应

3.2.2基体熔融流动性对复合体系PTC效应的影响

3.2.3热处理及成核剂对复合体系PTC效应的影响

3.2.4小结

3.3辐照交联对HDPE/CB复合体系NTC效应和PTC效应及其稳定性的影响

3.3.1 HDPE/CB复合体系的辐照交联

3.3.2辐照交联对HDPE/CB复合体系室温电阻率和PTC效应的影响

3.3.3辐照交联HDPE/CB体系PTC效应的稳定性

3.3.4提高HDPE/CB复合体系交联度的研究

3.3.5小结

3.4 HDPE/EVA/CB复合体系的PTC效应

3.4.1 HDPE/EVA/CB复合体系的DSC分析

3.4.2 HDPE/EVA/CB复合体系的室温导电性

3.4.3 HDPE/EVA/CB复合体系的PTC性能

3.4.4HDPE/EVA/CB复合体系的电流-时间特性

3.4.5辐照交联HDPE/EVA/CB复合体系

3.4.6小结

3.5提高PTC效应稳定性的非辐照交联途径

3.5.1辐照HDPE/臭氧氧化炭黑复合体系

3.5.2高熔点聚合物对HDPE/CB复合体系PTC效应及其稳定性的影响

3.5.3小结

第四章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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