炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

摘要

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用“熔融挤出-模压”成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响。结果表明,竹炭对BC/HDPE复合材料的力学性能具有增强作用,复合材料的储能模量、抗弯强度随竹炭含量的增加逐渐提高,竹炭含量为70%时BC/HDPE复合材料的弯曲强度达到51.76 MPa。竹炭含量对复合材料的电导率、屏蔽性能影响显著,竹炭含量50%时电导率达到逾渗阈值,竹炭含量为60%时电导率达到19.37 S/m,此时复合材料的屏蔽效能达到27.56 dB,其可应用在电磁屏蔽领域中。通过扫描电镜观察发现,BC与HDPE基体始终紧密地结合在一起,HDPE将不同的竹炭颗粒紧密黏结到一起,使界面处没有明显间隙,形成了一种竹炭颗粒均匀分散且结构致密的界面,导致该复合材料电学、力学性能优异。