多壁碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的导电行为

对定向碳纳米管进行酸化处理以后,采用机械共混法制备了定向碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料,利用毛细管流变仪研究了高密度聚乙烯和定向碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的流变行为,讨论了剪切应力、剪切速率、温度以及定向碳纳米管的加入对体系流变行为的影响。结果表明:高密度聚乙烯和定向碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料都属于假塑性流体,高密度聚乙烯的非牛顿性要大于定向碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料;随剪切速率和剪切应力的增大及温度的升高,熔体表观粘度均减小;随着定向碳纳米管含量的增加,定向碳纳米管/高密度聚乙烯复合材料的表观粘度先减小后增大。

应用熔融共混法制备纳米碳管/高密度聚乙烯复合材料。考查了纳米碳管含量及制备工艺对材料电性能和力学性能的影响。结果表明加入纳米碳管可以显著提高高密度聚乙烯的导电性,电阻率变化呈现渗流现象。渗流阈值在20%～25%之间,其电阻率下降8个数量级。随纳米碳管含量的增加复合材料的模量提高,断裂伸长率下降。经过对纳米碳管进行溶液浸润预处理,复合材料的导电性和力学性能均得到改善。

通过熔融插层法制备了高密度聚乙烯/纳米黏土复合材料(pe-hdcs),采用差示扫描量热仪测试了材料在不同降温速率下的结晶性能,并通过avrami方法、ozawa方法和莫志深方法等研究了其结晶行为。研究发现,加入纳米黏土可提高高密度聚乙烯(pe-hd)的结晶温度、熔融温度和结晶度。非等温结晶动力学研究得到纳米黏土复合材料的t1/2、zt和f(t)等结晶参数值表明,纳米黏土起促进成核、加速结晶的作用。通过热台偏光显微镜观察也证实了pe-hdcs比pe-hd能更好地成核和结晶,使得晶粒尺寸变小,晶粒密度增大。表明纳米黏土与pe-hd之间形成"插层"结构,增强其相互作用,有利于结晶运动中链段排列。

利用太赫兹时域光谱研究了多壁碳纳米管/高密度聚乙烯(mwnts/hdpe)复合体系的光学性质.第一次使用mg模型提取了不同浓度下mwnts的光学常数,并利用dl模型对结果进行了解释.

用熔融共混和热压工艺制备了cb/hdpe,mwnt/hdpe聚合物基复合材料,研究了填料体积含量,测试电压,填料形貌尺寸对复合体系介电性能的影响。实验表明,当导电填料含量达到渗流阈值附近时复合材料的介电常数达到最大,测试电压达到一定值时,渗流阈值附近的复合材料介电损耗会迅速增加,相同填料体积含量的mwnt/hdpe复合体系比cb/hdpe体系具有更高的介电常数,利用渗流理论、maxwell-wagner界面极化效应和微电容模型解释了实验现象。

采用溶液混合(sm)法制备hdpe/石墨导电复合材料,并研究其导电特性。在与熔融(mm)混合方法制备的同类复合导电材料对比的基础上,从微观形态的角度讨论了不同方法制备的复合材料导电性的差异及原因。结果表明,与mm法制备的复合材料相比,sm法制备的复合材料具有更明显的正温度系数(ptc)效应,ptc稳定性更好,在更窄的温度范围内出现ptc效应,并且ptc强度能达到近8个数量级。

主要论述了高密度聚乙烯(pe-hd)/黏土纳米复合材料的制备因素对结构形态的影响及其性能的研究进展。当前的研究表明,黏土有机化处理和使用相容剂能改善材料的插层和剥离结构;pe-hd基体对结构的影响比较复杂,一方面,随着聚合物相对分子质量的增加,聚合物分子链的尺寸增加,分子链长的聚合物更难进入到黏土夹层间,不利于黏土的剥离;另一方面,黏度随相对分子质量的增加而增加,黏度的增加在熔融加工过程中可提高熔体的剪切力,有利于聚合物进入堆叠的纳米黏土层间,使得片层分离而达到剥离结构;黏土加入量过高不利于得到剥离结构;在加工工艺上,母料法比直接混合法得到的插层效果好,选择合适的设备、对螺杆进行优化设计以提高剪切效果都有利于得到插层和剥离结构的pe-hd/黏土纳米复合材料。pe-hd/黏土纳米复合材料的性能研究表明,由于黏土没达到完全剥离和均匀分散,纳米复合材料的脆性增加,韧性降低,且随黏土含量的增加脆性增加,这与pe-hd和黏土界面相间的相互作用密切相关;黏土粒子分散程度越高,其与熔体接触面积越大,pe-hd分子链运动受阻,材料弹性提高;纳米复合材料中黏土层作为二维异向成核剂,可以提高材料的结晶速率,使结晶温度升高,黏土含量过大会降低结晶度;黏土分散不均会造成复合材料的气体渗透性降低;一方面,片层的阻透效应可提高材料热稳定性,另一方面,有机改性黏土的催化作用又会使pe降解而降低其热稳定性,当黏土含量适中时,黏土片层均匀分散,阻透性能起主要作用,但随着黏土含量的增加,催化作用迅速加强并成为主要因素,使复合材料热稳定性降低;此外,燃烧过程中形成焦烧物可提高pe-hd/黏土纳米复合材料的阻燃性。

采用锥形双螺杆挤出法制备了竹浆板纤维增强高密度聚乙烯复合材料,并通过热重分析仪(tga)、差热扫描量热议(dsc)、热机械分析仪(dma)等对其热稳定性、熔融温度、结晶度及热机械性能进行测试分析,研究了竹浆板纤维质量分数对其复合材料热性能的影响。结果表明,竹浆板纤维降低了复合材料起始分解温度,提高了复合材料的残炭率及高温热稳定性;但对复合材料的结晶和熔融峰值温度没有影响,竹浆纤维增强复合材料结晶度随着纤维质量分数的增加而略有提高,但均低于纯高密度聚乙烯的结晶度;纤维质量分数为30%时,复合材料储存模量最高,损耗因子最小。

以改性稻草和高密度聚乙烯(hdpe)为原料,研究了改性稻草/hdpe复合材料的热压工艺,分析了稻草改性用naoh溶液质量分数、热压时间、hdpe加入比例等因素对复合板材性能的影响。结果表明,热压最佳工艺参数为:密度0.75g/cm3,施胶量4%,热压温度160℃,热压时间6min,hdpe加入比例30%,naoh溶液质量分数2.5%。在此条件下制作的改性稻草/hdpe复合材料力学性能达到刨花板国家标准gb/t4897—2003要求。

采用熔融共混的方法制备了粉煤灰(fa)/高密度聚乙烯(hdpe)复合材料。研究了粉煤灰的粒径对复合材料的力学性能、热性能、加工性能、微观形貌和结晶性能的影响。结果表明,减小粉煤灰的粒径可以改善复合材料的韧性,当fa的粒径为2.4μm时,复合材料的断裂伸长率与冲击强度分别为54.1%、8.5kj/m2,比粒径为28μm时分别提高了42.7%和37.1%。随着粉煤灰粒径的减小,fa/hdpe复合材料的熔体质量流动速率(mfr)增大;fa/hdpe复合材料的初始分解温度、残留质量降低;hdpe基体的结晶度增大。

采用两步法工艺和设备,按照9组实验配方,在基础配方的基础上,添加铁红和uv531作为添加剂,制备出亚麻屑/高密度聚乙烯复合材料。分析了加入不同添加剂的复合材料老化前后的弯曲性能、冲击性能和密度。实验数据表明,亚麻屑含量为60%、添加抗老化剂uv531的木塑复合材料物理及力学性能较好,得出了加工亚麻屑/hdpe复合材料的最优工艺和实验配方。

结晶性能和结晶形态对材料的强度、尺寸稳定性、耐磨性、耐热性等性能有重要影响，结晶放热过程更是聚合物成型加工的重要因素之一。聚合物的结晶过程很大程度上受分子结构和结晶条件的影响。高密度聚乙烯（hdpe）的分子链结构规整，支链少，结晶性能好，具有高结晶度；而hdpe／纳米黏土复合材料由于纳米黏土片层的存在，会引起hdpe结晶性能的变化。

文章阐述了通过溶液混合法制备多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料,并对其性能进行了红外表征,表明制得的复合材料具有良好的性能。

土耳其erciyes大学材料科学与工程系的最新研究，3种不同的共聚物被用作基于碳纤维（cf）增强高密度聚乙烯（pe）的复合材料的增容剂，它们是马来酸酐接枝的聚乙烯（pe-g-ma）、一种乙烯、丙烯酸酯和顺丁烯二酸酐的三元无规共聚物（lot—ma）和一种乙烯和甲基丙烯酸缩水甘油基酯的无规共聚物（lot—gma）。这些增容剂的含量（w）分别为1．5％，3％和6％。研究人员对增容剂的类型和数量对复合材料的拉伸、冲击、弯曲、形变和形态学性能的影响进行了研究。无论何种类型，耦合剂的使用都可提高复合材料的力学性能。在不同的增容剂浓度下观察到力学性能的最大增加取决于测试类型和增容剂类型。

综述了以炭黑、石墨、多壁碳纳米管为填料,以高密度聚乙烯为基体制备的复合材料电性能的研究进展。分析了不同填料对导电高分子材料的ptc、ntc效应等电性能的影响。

采用一步法活化增容制备了回收高密度聚乙(烯rhdpe/)胶粉管材专用料,并研究了引发剂过氧化二异丙苯强度从37.5kj/m2提高到48kj/m2;弯曲强度从10.5mpa提高到12.9mpa;弯曲模量从356mpa提高到405(dcp)、接枝单体马来酸酐(mah用)量对体系力学性能的影响。结果表明:当dcp、mah用量分别为0.1份、1.0份时,rhdpe/胶粉体系获得最佳的力学性能,与简单共混物比较,拉伸强度从18.8mpa提高到23.8mpa;缺口冲击mpa。通过流变性能测试结果和扫描电(镜sem)照片分析活,化增容对rhdpe/胶粉体系有效。

采用单螺杆挤出机制备了高密度聚乙烯/双醛淀粉复合材料,并利用悬臂梁冲击试验机、熔融指数仪、多功能塑料球压痕硬度仪等仪器分析了该复合材料的冲击强度、硬度、熔融指数以及疏水性等性能.实验数据表明,随着体系中双醛淀粉含量的增加,hdpe/双醛淀粉复合材料的疏水性及流动性能有较大的提高,而冲击强度及硬度有所下降,当添加10﹪~15﹪双醛淀粉时其综合性能最好.

介绍国内外高密度聚乙烯复合管材应用、生产状况，并对市场要求进行分析和完测。

用溶液插层制备的马来酸酐接枝聚乙烯/膨胀石墨(eg)(60/40)作为eg母料,以不同用量、方法或条件与pehd熔融共混后模压为板材,研究了复合材料的加工-结构-性能关系。结果表明:熔体捏合或挤出时物料受剪切程度越小,材料中eg粒子的尺寸、形状比越大,粒子内部eg-聚合物复合结构的规整性也越好,材料的导电逾渗阈值就越低,定eg含量下的电导率σ就越高而拉伸强度(σt)越低。

本节工作为高密度聚乙烯管（hdpe）安装等相关工作。包括挂线、清扫基座、铺管、 接口、材料场内运输等有关作业。 工作内容包括垫层铺筑、基础浇筑、管道防腐、管道铺设、探测线敷设、管道接口、检及试 验、井壁(墙)凿洞、冲洗消毒或吹扫。 （2）材料 a.包括垫层、钢管、接口等材料均应符合图纸要求和规范规定。 b.使用中应尽量避免阳光长期照射 c.管道连接材料如热收缩套、热收缩带、电热熔带的外观质量及尺寸应符合现行国家产品标 准的质量要求。 d.物理机械性能应符合下表的规定 管道材料的物理机械性能 名称短期（１分钟）长期（５０年） 弹性模量(mpa)800150 极限弯曲拉伸应力(mpa)169.6 极限弯曲压缩应力(mpa)19.212.8 横向系数[1]0.38 密度(kn/m3)9.54 e.缠绕管的环向弯曲刚度应根据管道承受外压荷载的

用溶液共混法制得了mwnts／ps-pvc复合材料，进行了电导率的测试分析。通过对载流子浓度、迁移率的测量以及电导活化能的计算等分析研究了影响mwnts／ps-pvc复合材料电导率的因素和导电机制。结果表明：当ps与pvc的质量比为1：1时，mwnts／ps-pvc复合材料的导电阈值最低；当mwnts的质量分数为1．5％，ps在ps-pvc基体中的质量分数为50％时，mwnts／ps-pvc复合材料的电导率比mwnts／pvc单一聚合物复合材料的提高了4个数量级。在导电网络的形成过程中，mwnts／ps-pvc复合材料中形成的与无机化合物超晶格结构类似的n-i-p-i结构，降低了mwnts／ps-pvc复合材料的电导活化能，增加了载流子浓度，使mwnts／ps-pvc复合材料电导率显著提高。

研究了导电炭黑的品种、含量和炭黑并用对高密度聚乙烯性能的影响。以脉动态硫化对改善ｈｄｐｅ／导电炭黑复合材料物性的影响。结果表明，炭黑并用能有效降低生产成本，而且保持了材料的性能，ｈｇ－４型电导炭黑填充ｈｄｐｅ具有很好的导电性，动态硫化法可以克服复合材料物性差的弱点，并能保持改性材料的高导电性；在ｈｇ－４型炭黑含量为７份时，材料的拉伸强度为１３ｍｐａ，断裂伸长率为３５０％，体积电阻率为２．１ω·ｍ。