蠕变及应力松弛条件下尼龙6基复合材料的导电行为研究

摘要

复合型导电高分子材料的导电性源于导电填料（碳系和金属系）分布在高分子基体中形成导电通路，由于高聚物基体具有粘弹性，而静态粘弹性主要表现为蠕变和应力松弛，以上这两种作用都会影响导电高聚物中导电填料的分布，进而会对复合材料体系的导电性产生影响。本文主要通过以下三种实验研究尼龙6基导电复合材料的导电行为：
　　1.不同温度时碳纳米管（CNT）和不锈钢纤维（SSF）填充尼龙6（PA6）导电复合材料在阶梯蠕变和阶梯回复条件下的导电性
　　2.尼龙6基导电复合材料在单一荷载下压缩蠕变及回复条件下的导电性
　　3.应力松弛条件下SSF填充PA6的导电性
　　结果表明：导电高聚物在蠕变条件下，存在电阻蠕变现象，电阻蠕变与填料含量以及应力有关，而在蠕变回复过程中，电阻响应与导电填料含量密切相关。导电填料含量低于逾渗值时，复合材料电阻基本不变，维持在绝缘体的高电阻状态。电阻变化只发生在当导电填料含量超过逾渗区之后，蠕变及回复过程中导电性变化与荷载作用下高聚物分子链的运动对导电通路的改变有关，同时电阻率会随着应力增加以及填料含量的增大而减小，因此，复合材料的导电性受应力、导电填料含量以及加载方式的影响。
　　在不同温度作用下的蠕变实验表明：温度有助于提升导电复合材料在蠕变回复期间的PTC效应，但是温度作用仅体现在当导电填料含量超过逾渗值时，在回复阶段，不同温度下，复合材料电阻有明显差异。当导电填料含量低于逾渗区时，不同温度作用下，复合材料的导电性没有发生变化。
　　压缩应力松弛实验表明，复合材料体系的电阻与应力都随时间发生相应变化，这种变化与弹性基体材料的导电复合材料相比，有较大差异，PA6/SSFs导电复合材料在应力松弛条件下的电阻响应与导电填料含量有很大关系。当导电填料含量低于逾渗阈值时，电阻在应力松弛阶段基本不变。当导电填料含量高于于逾渗阈值时，电阻在应力松弛的初始阶段快速减小，变化速度快于应力松弛速率，之后趋于平稳，随着导电填料含量的继续增加，在整个松弛过程中，复合材料的电阻基本未发生变化。

目录

声明

1绪论

1.1研究背景

1.2复合材料导电机理

1.3高分子材料的粘弹性

1.4国内外研究现状

1.5本文研究的主要内容

2阶梯压缩蠕变和阶梯回复条件下导电高聚物导电性研究

2.1引言

2.2 实验

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

3 温度作用下压缩蠕变及回复下导电高聚物电性能研究

3.1 引言

3.2 实验设计

3.3 结果与讨论

3.4结论

4单一荷载作用下导电复合材料在压缩蠕变及回复条件下的导电性

4.1引言

4.2实验方法

4.3 结果与讨论

4.4 结论

5 应力松弛条件下PA6/SSFs导电性研究

5.1引 言

5.2实验材料与方法

5.3结果与讨论

5.4本章小结

6结论与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

在学研究

致谢