炭黑聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究（完整版）實用資料(可以直接使用，可編輯完整版實用資料，歡迎下載）

材料與性能炭黑聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究（完整版）實用資料(可以直接使用，可編輯完整版實用資料，歡迎下載）炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究鄭裕董曉武(北京燕山石油化工公司,北京102500摘要研究了炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能、加工工藝、炭黑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)樹脂等對材料性能的影響。實驗結(jié)果表明,材料具有明顯的滲濾效應(yīng)、正溫度系數(shù)效應(yīng)和非線性伏安特性。關(guān)鍵詞:炭黑聚乙烯復(fù)合材料滲濾正溫度系數(shù)效應(yīng)伏安特性0前言收稿日期:2008210復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是高分子材料與導(dǎo)電物質(zhì)通過分散復(fù)合、層壓復(fù)合以及形成表面導(dǎo)電膜等方式構(gòu)成的一種功能高分子材料。其中分散復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料通常是填充導(dǎo)電粒子或?qū)щ娎w維,如炭黑、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬化玻璃纖維等。它具有質(zhì)輕、耐用、易加工、導(dǎo)電性穩(wěn)定等優(yōu)點,近年來,市場需求不斷增加。按其電阻率的數(shù)值范圍可分別用作電極和電磁波屏蔽材料(10-3~100Ω?cm,電線電纜的半導(dǎo)電屏蔽層(100~104Ω?cm,抗靜電材料(104~107Ω?cm,溫度、電壓自動控制元件和發(fā)熱體材料(100~106Ω?cm等。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料由于加工容易,導(dǎo)電性可在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),已經(jīng)在電線電纜屏蔽層、自控溫伴熱電纜等方面得到了實際的應(yīng)用。本文研究了不同種類炭黑填充聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電高分子材料的電性能、力學(xué)性能及加工工藝對復(fù)合材料性能的影響。1實驗部分111實驗原料聚乙烯,燕山石化公司;乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMMA,杜邦公司;特導(dǎo)電炭黑,山東淄博華光化工廠;乙炔炭黑,福建南平化工廠;普通炭黑,化工部炭黑工業(yè)研究院。各種炭黑的性能指標(biāo)見表1。表1三種不同炭黑的性能指標(biāo)序號炭黑類型性能指標(biāo)粒徑/nm比表面積/m2?g21吸油值/cm3?g-1PH值1#乙炔炭黑40603.406.02#特導(dǎo)電炭黑338285.866.53#油爐法炭黑80671.616.0112樣品制備將炭黑和基礎(chǔ)樹脂按一定的比例混合均勻,在密煉機中塑煉,然后經(jīng)擠出機擠出造第14卷第12期2000年12月中國塑料CHINAPLASTICSVol14No12Dec2000粒。用平板機在溫度180℃,壓力15MPa的條件下壓片,樣品厚度為1mm、3mm。113樣品測試11311力學(xué)性能的測試按照GB1040的方法測試試樣的力學(xué)性能,拉伸速度:100mm/min。11312體積電阻率的測試按照ISO3915的方法測試試樣的體積電阻率,樣品兩端涂覆導(dǎo)電膠,以確保與電極良好接觸。11313熱分析測試用差熱分析儀對材料的熱性能進(jìn)行測試,采用等速升溫的方法。升溫速度:10℃/min。11314熱變形溫度的測試采用ISO75標(biāo)準(zhǔn)對材料的熱變形溫度進(jìn)行測試。升溫速度:120℃/h;負(fù)荷:1.80MPa。11315維卡軟化點的測試采用ISO306標(biāo)準(zhǔn)對材料的維卡軟化點進(jìn)行測量。升溫速度:50℃/h;負(fù)荷:10N。2實驗結(jié)果與討論211炭黑對復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響炭黑填充聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的電性能與炭黑的種類、結(jié)構(gòu)、填充量密切相關(guān)。作為導(dǎo)電填料的炭黑,其導(dǎo)電性與其比表面積、結(jié)構(gòu)性、表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)[1]。比表面積是單位質(zhì)量炭黑的表面積,它是炭黑聚集體中炭黑顆粒外表面和內(nèi)表面(孔隙面積之和,比表面積越大,炭黑粒子尺寸越小,單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)越多,越容易彼此接觸形成網(wǎng)狀導(dǎo)電通路,導(dǎo)電性越好;炭黑的結(jié)構(gòu)性是指炭黑粒子與粒子之間形成鏈狀結(jié)構(gòu)的程度,組成炭黑聚集體的粒子越多,結(jié)構(gòu)性越高,形成網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的機率越大,導(dǎo)電性越好,一般用吸油值(DBP來表征炭黑的孔隙度,即結(jié)構(gòu)性、吸油值越高,炭黑的結(jié)構(gòu)越高,高結(jié)構(gòu)炭黑不僅導(dǎo)電性好,而且容易擴散,因為高結(jié)構(gòu)炭黑凝聚體中心之間距離較大,相鄰凝聚單元之間的吸引力較小,因而在樹脂中的分散性好。表面化學(xué)性質(zhì)是指吸附在炭黑表面的活性官能團的數(shù)量,在炭黑的生產(chǎn)過程中,炭黑表面常形成一些活性含氧官能團,這些官能團的存在影響電子的遷移,使炭黑的導(dǎo)電性下降?？刹捎肞H值來表征炭黑的表面化學(xué)性質(zhì),表面官能團少的炭黑通常呈弱堿性或中性,具有較好的導(dǎo)電性。21111炭黑含量對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響將三種不同結(jié)構(gòu)的炭黑按不同的含量加入到聚乙烯基體樹脂中,制備出不同炭黑含量的一系列樣品,測量它們的體積電阻率。試驗結(jié)果如圖1所示。1—特導(dǎo)電炭黑2—乙炔炭黑3—油爐法炭黑圖1體積電阻率與炭黑含量的關(guān)系實驗結(jié)果表明,隨著炭黑含量的增加,復(fù)合材料的電阻率下降,導(dǎo)電性提高,但電阻率不是隨著炭黑含量的增加成比例地下降。當(dāng)炭黑含量比較低時,隨著炭黑含量的增加,體系電阻率略有下降,從曲線上看,這一段比較平坦,復(fù)合體系仍然表現(xiàn)為絕緣性質(zhì),體系電阻率的下降只是由于炭黑的摻雜作用引起的,復(fù)合體系還沒有形成導(dǎo)電通路;當(dāng)炭黑含量增加到某一臨界值時,體系電阻率急劇下降,曲線上出現(xiàn)一個狹窄的突變區(qū),在此區(qū)域內(nèi),炭黑含量的微小變化會引起體系電阻率的顯著2000年12月中國塑料23改變,這種現(xiàn)象稱為滲濾效應(yīng)(Percolation,此區(qū)域稱為滲濾區(qū),炭黑含量的這一臨界值稱為滲濾閾值。在滲濾區(qū)內(nèi)體系的電阻率急劇下降,表明復(fù)合體系內(nèi)開始形成導(dǎo)電通路。在此區(qū)域內(nèi),電子從一個炭黑的聚集體躍遷到另一個相鄰但非接觸的炭黑聚集體而導(dǎo)電,這種導(dǎo)電現(xiàn)象為“隧道效應(yīng)”[2];當(dāng)炭黑含量進(jìn)一步增加,高于滲濾區(qū)時,導(dǎo)電通路變得密集,體系由炭黑粒子相互接觸而導(dǎo)電,體系形成了完整的導(dǎo)電通路,此時,隨著炭黑含量的增加,體系電阻率不再有明顯變化。21112炭黑性能對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響在炭黑填充聚合物復(fù)合材料中,導(dǎo)電性主要是由炭黑提供的,炭黑的結(jié)構(gòu)和性能對復(fù)合體系的導(dǎo)電性起著重要的作用。由圖1可見,填充特導(dǎo)電炭黑的復(fù)合體系的電阻率明顯低于填充乙炔炭黑的復(fù)合體系的電阻率,填充乙炔炭黑的復(fù)合體系的電阻率又明顯低于填充普通炭黑的復(fù)合體系的電阻率。填充量為20%時,特導(dǎo)電炭黑填充的復(fù)合體系電阻率為5Ω?cm,而乙炔炭黑填充的復(fù)合體系的電阻率為3.6×104Ω?cm,而普通炭黑填充的復(fù)合體系仍為絕緣體。而且它們的滲濾閾值也相差很大。特導(dǎo)電炭黑的滲濾閾值為2.5%~10%左右,乙炔炭黑的滲濾閾值為15%~25%左右,普通炭黑的滲濾閾值為25%~45%左右。這是由它們的結(jié)構(gòu)所決定的。由表1中三種炭黑的性能指標(biāo)可以看出,特導(dǎo)電炭黑粒徑小,比表面積大,結(jié)構(gòu)性高,其聚集體呈松散的纖維狀結(jié)構(gòu),將它填充到聚合物中,炭黑粒子相互接觸的幾率大,只需要較小的含量就可以形成導(dǎo)電通路,表現(xiàn)為滲濾閾值低,復(fù)合材料的電阻率小。乙炔炭黑的粒徑、比表面積、結(jié)構(gòu)化程度不如特導(dǎo)電炭黑,乙炔炭黑填充復(fù)合材料的滲濾閾值和電阻率介于特導(dǎo)電炭黑和普通炭黑之間。普通炭黑的結(jié)構(gòu)化程度最低,粒子間相互接觸的幾率小,形成導(dǎo)電通路的能量低,其滲濾閾值最大,電阻率最高,導(dǎo)電性最差。從以上的分析可以看出,炭黑填充聚合物復(fù)合體系的導(dǎo)電性與炭黑的結(jié)構(gòu)和填充量密切相關(guān),就提高體系的導(dǎo)電性而言,應(yīng)選擇填充具有粒徑小、結(jié)構(gòu)高的炭黑,這樣復(fù)合材料的導(dǎo)電性好,炭黑的填充量少,這對于提高材料的力學(xué)性能也是有利的,特導(dǎo)電炭黑、乙炔炭黑可以滿足這方面的要求。21113炭黑對復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響1957年Harman發(fā)現(xiàn)摻雜鈦酸鋇的杉在居里溫度出現(xiàn)電阻突然增大的現(xiàn)象,他將這一現(xiàn)象命名為正溫度系數(shù)效應(yīng),即PTC(positivetemperaturecoefficient效應(yīng)。PTC材料是一類具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻材料,在一定的轉(zhuǎn)變溫度下,其電阻率迅速增加,發(fā)生(半導(dǎo)體—絕緣體的轉(zhuǎn)變。近年來,人們發(fā)現(xiàn)填充型聚合物導(dǎo)電材料具有PTC效應(yīng),并將其應(yīng)用于自限溫加熱器、電流過載保護(hù)元件及其它熱敏電阻元件,取得了良好的效果。炭黑填充結(jié)晶型聚合物導(dǎo)電材料具有PTC效應(yīng),這種效應(yīng)與聚合物基體和導(dǎo)電炭黑的種類、性質(zhì)及它們之間的相互作用有關(guān)[3~6]。這里我們研究了炭黑對復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響。圖2是三種炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的電阻-溫度曲線,三種材料均顯示出PTC特性,電阻隨溫度的上升而增加。低溫時電阻隨溫度的上升緩慢增加,在基礎(chǔ)樹脂熔點附近電阻隨溫度的變化較大,并且電阻率出現(xiàn)最大值。體系的電阻率隨溫度的升高出現(xiàn)明顯的PTC效應(yīng),溫度再升高時,電阻率開始下降,出現(xiàn)負(fù)溫度效應(yīng),即NTC效應(yīng)。隨著溫度的升高,復(fù)合體系中聚合物的形態(tài)發(fā)生了變化,一方面,隨著溫度的升高,聚合物的膨脹比炭黑粒子的膨脹大得多,因此,體系中炭黑的濃度相對減少,原來形成的導(dǎo)電通路24炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究1—特導(dǎo)電炭黑含量10%2—乙炔炭黑含量25%3—普通炭黑含量40%圖2炭黑種類對PTC特性的影響被破壞;另一方面,在炭黑填充結(jié)晶型聚合物復(fù)合體系中,炭黑是填充在聚合物的無定型區(qū),隨著溫度的升高,聚合物晶體開始熔化,使無定型相增加,相當(dāng)于降低了炭黑的濃度,炭黑濃度的改變會引起復(fù)合體系電阻率的顯著變化,使原來形成的導(dǎo)電通路大量斷開,同時,高分子鏈段的運動導(dǎo)致炭黑粒子間距增大,導(dǎo)電通路斷開,導(dǎo)致復(fù)合材料的PTC效應(yīng)。溫度超過熔點以后,聚合物處于熔融狀態(tài),此時,炭黑的附聚作用使復(fù)合體系的電阻率下降。為了表征PTC效應(yīng)的強弱,通常將電阻率與溫度關(guān)系曲線上電阻率的最大值ρmax與室溫電阻率ρRT的比值ρmax/ρRT定義為PTC強度。乙炔炭黑填充HDPE復(fù)合材料的PTC強度約為2×104。212基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料電性能的影響炭黑填充聚合物復(fù)合體系的電性能不僅與炭黑的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān),而且與基體聚合物的性質(zhì)相關(guān)。為了考察基體聚合物對復(fù)合體系電性能的影響,我們選擇LDPE和HDPE分別制備導(dǎo)電復(fù)合材料,并對它們的導(dǎo)電性和PTC特性進(jìn)行了研究。21211基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響圖3是兩種不同基體復(fù)合材料的電阻隨1—LDPE2—HDPE圖3不同基體復(fù)合體系電阻率與炭黑含量關(guān)系炭黑含量變化的關(guān)系,以LDPE為基體的復(fù)合材料的電阻率和滲濾閥高于以HDPE為基體的復(fù)合材料。這是由于它們的結(jié)晶度不同所造成的,由于炭黑填充在結(jié)晶型聚合物的無定型相中,LDPE的結(jié)晶度比HDPE低,因此,需要更多的炭黑才能形成導(dǎo)電通路,在相同炭黑含量的情況下,炭黑在HDPE中形成的導(dǎo)電通路比LDPE多。21212基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料PTC特性的影響1—HDPE(乙炔炭黑含量25%2—LDPE(乙炔炭黑含量25%圖4不同基體的復(fù)合材料PTC特性圖4是分別以LDPE、HDPE為基體的復(fù)合體系的PTC特性曲線,兩種材料均具有明顯的PTC特性,但它們的PTC特性有較大的差別。以LDPE為基體的導(dǎo)電體系,其2000年12月中國塑料25PTC強度較低,約為3×102,其達(dá)到最大電阻率時的溫度低,在其熔點附近,約為120℃;以HDPE為基體的導(dǎo)電體系,其PTC強度較高,約為2×104,其達(dá)到電阻率最大值的溫度在其熔點附近,約130℃。復(fù)合體系表現(xiàn)出來的這種PTC特性是與它們的熱性能相關(guān)的,表2是LDPE、表2LDPE和HDPE的熱性能HDT/℃VST/℃Tm/℃ΔH/J?g-1LDPE5084105.789HDPE85124131.7181注:HDT:熱變形溫度;VST:維卡軟化點;Tm:熔點;ΔH:熔融熱焓。HDPE兩種樹脂的熱性能數(shù)據(jù),LDPE的結(jié)晶度低,結(jié)晶的熔化對炭黑濃度的影響小,因此其PTC強度低,同時,LDPE的熔點、軟化點低,分子鏈段在較低溫度下的活動能力比HDPE強,因此其達(dá)到最大電阻率的溫度低,低溫開關(guān)性能好。人們正是利用不同聚合物填充體系的轉(zhuǎn)變溫度不同的性質(zhì),開發(fā)出了適用于不同溫度的自控溫元件。213復(fù)合材料的伏安特性1—連續(xù)加壓2—瞬時加壓圖5復(fù)合體系的伏安特性圖5是復(fù)合體系的伏安特性,即電壓-電流關(guān)系特性,復(fù)合體系的電流隨電壓的升高而上升,但電壓與電流的關(guān)系呈現(xiàn)非歐姆特性,即電流并不是隨電壓的升高而成比例地增加。瞬時加壓可以消除材料本身發(fā)熱引起電阻變化的影響,可以看出,體系電阻率隨電壓的升高而減小,電流增大。這是因為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成后,電子的遷移有兩種機制,一是熱激活電子的躍遷,另一是電子的隧道效應(yīng)。前者是低場下電流傳導(dǎo)的主要機制,后者是高場下電流傳導(dǎo)的主要機制[7~15],因此體系的伏安特性呈現(xiàn)非歐姆特征。另一曲線是連續(xù)加壓方式下,復(fù)合體系的伏安特性,在持續(xù)的電場作用下,復(fù)合材料內(nèi)部產(chǎn)生焦耳熱,使體系的溫度上升,體系的電阻率升高,體系的伏安特性與瞬間加壓方式產(chǎn)生偏差。214復(fù)合體系的力學(xué)性能不同類型炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能見表3、表4、表5,隨著炭黑含量的增加,復(fù)合材料的拉伸強度增加,而斷裂伸長率下降,這是由于炭黑的加入使大分子鏈形成了更多的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在上述不同炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料中,在它們各自的導(dǎo)電范圍內(nèi),特導(dǎo)電炭黑填充聚乙烯的力學(xué)性能最好,其次是乙烯炭黑,普通炭黑比二者都差。表3特導(dǎo)電炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%5101520拉伸強度/MPa17.818.419.119.7斷裂伸長率/%562550483357表4乙炔炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%15203040拉伸強度/MPa16.216.617.217.1斷裂伸長率/%580542460380表5普通炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%20304050拉伸強度/MPa15.515.816.214.6斷裂伸長率/%5565324933463結(jié)論(1炭黑/聚乙烯復(fù)合材料具有明顯的滲濾現(xiàn)象,在滲濾區(qū)內(nèi),炭黑含量的微小改變會引起休系電阻率的顯著變化。炭黑和基礎(chǔ)樹26炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究2000年12月中國塑料4KonhlerF,USPatent324375327脂的性能對復(fù)合材料的導(dǎo)電性有顯著的影響。(2炭黑/聚乙烯復(fù)合材料具有顯著的正溫度系數(shù)效應(yīng),這種效應(yīng)受基礎(chǔ)樹脂熱性能的影響。(3由于存在著不同的導(dǎo)電機制,復(fù)合材料呈現(xiàn)非線性伏安特性。(4隨著炭黑含量的增加,炭黑/聚乙烯復(fù)合材料的拉伸強度提高,斷裂伸長率降低。參考文獻(xiàn)1,等.中國塑料,1992,6(4:3黃銳2VanBeek.JApplPolymSci,1962,6(24:513MoffattDM著,羅延齡譯,橡膠譯叢,1997,3:185OheKandNatioYJap.JApplPhys,1971,10:996MeyerJ.QuarterlyReport.TexasInstruments.Inc.19707MiyaskaK,WatanabeKandJojimaE.JMaterSci,1982,17:16108MiyauchiSandTogashiE.JApplPolymSci,1985,30:14119JiaWentaoetal.JApplPolymSci,1994,54:121910TangTetal.JApplPolymSci,1993,48:1795ao11SoaresBGetal.PolymBull,1995,35:22312MikroyannidisJA.JPolymSciPolymChem,1994,32:240313LinKF.JPolymSci,1993,50:160114WesslingB.PolymEngSci,1991,31(16:120015SumitaMetal.PolymBull,1991,25:265StudyonPropertyofCarbonBlack/PolyethyleneConductiveCompositesZhengYukunandDongXiaowu(BeijingYanshanPetrochemicalCompany,Beijing102500ABSTRACTInfluencesofprocessconditions,carbonblackstructureandresinonpropertiesofcarbonblack/polyethyleneconductivecompositesarestudied.Theresultsshowthatthecompositeexhibitspercolationthresholdeffect,positivetemperatureeffectandnonlinearvolt2amperecharacteristics.Keywords:Carbonblack/polyethylenecomposite,Percolation,Positivetempera2turecoefficienteffect,Volt2amperecharacteristics啟事近日我刊的投稿信箱chinplas@public.bta.net.cn由于部分作者的稿件文件太大而造成堵塞,影響了稿件從服務(wù)器上正常下載,因此請廣大作者通過該信箱投稿時一定要將文件進(jìn)行壓縮(容量最好小于2M,以免造成不必要的損失。另,我刊近期啟用了新的域名輯動向。plaschina.com.cn,并即將完成該網(wǎng)站的系統(tǒng)調(diào)試,請廣大作者、讀者及時訪問以了解最新的編《中國塑料》編輯部2000/12/26聚乙烯鋼骨架復(fù)合管施工工法摘要:近年來,鋼骨架塑料復(fù)合管憑借其獨有的優(yōu)越性,在生產(chǎn)生活中的運用越來越廣泛。其性能價格比高,同規(guī)格、同長度的鋼骨架塑料復(fù)合管一次性投入費用與鋼管與防腐和玻璃鋼管相當(dāng),但使用時間高達(dá)50年,經(jīng)濟適用性能良好。而且對于dn200以上口徑管道,其現(xiàn)場安裝效率相對于鋼制管道高,具有很好的推廣價值。因此,總結(jié)施工經(jīng)驗,編制該項施工技術(shù)要點,為今后在同類管道施工提供依據(jù)作為參考,推廣運用。關(guān)鍵詞:工法工藝施工設(shè)備安全措施一.工法特點本工法工藝工序銜接緊,工效高,操作方便,易于掌握。根據(jù)不同的地形條件,合理改變施工技術(shù)方案,保證施工質(zhì)量,提高施工進(jìn)度。針對鋼骨架聚乙烯鋼骨架復(fù)合在有水、潮濕的條件下焊接質(zhì)量不好保證的問題,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗,總結(jié)在高滲水地域的溝下施工方法。二.工藝原理鋼骨架塑料復(fù)合管敷設(shè)方式與鋼管一樣,而管道連接一般采用電熔套連接和法蘭連接兩種方式,而管材之間的電熔連接、管材與電熔管件之間的連接是施工的控制要點。聚乙烯屬熱塑性塑料,其重要的溫度參數(shù)有玻璃溫度、粘流溫度、晶體熔融溫度和熱解溫度。當(dāng)塑料在粘流溫度或晶體熔融溫度以上時,塑料由固態(tài)熔融為粘稠的流體,熔接即在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。熱熔焊接原理正式建立在聚乙烯為部分結(jié)晶性熱塑料(高密度聚乙烯的結(jié)晶度為85%~95%的熔融特性上,熔接的基本過程是對聚乙烯連接的界面通過加熱至融化狀態(tài),根據(jù)粘性接觸理論,在壓力作用下通過控制溫度和時間連接成一個牢固的結(jié)合整體,熔合區(qū)可以達(dá)到管材同等強度。2.1工藝流程及操作特點鋼骨架塑料復(fù)合管施工流程如下:管溝開挖→管道布管、定長→熱熔套及管端打磨→組對固定→焊接→冷卻→拆除卡具→管道試壓→管溝回填。a.焊接工藝三要素:電壓、電流、時間是設(shè)定焊接的參數(shù),焊接參數(shù)是保證電熔焊接質(zhì)量重要的因素。從焊接原理上看,設(shè)置正確的焊接參數(shù),實質(zhì)上就是給焊接區(qū)域提供恰到好處的熱量(電能轉(zhuǎn)化為熱能。b.參數(shù)修正:焊接參數(shù)會因時(季節(jié)、因地(不同地區(qū)、因環(huán)境氣象條件變化和地質(zhì)狀況的不同作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,要嚴(yán)格焊接工藝紀(jì)律:現(xiàn)場焊接參數(shù)一經(jīng)確定,決不允許隨意改動,必須嚴(yán)格遵守。c.管材、管件的檢查:管材重點檢查管體表面是否有過深的劃痕,管材內(nèi)外表面是否有不可恢復(fù)的突起或凹坑,管材端口封口環(huán)是否有裂紋或脫落;對管件重點檢查熱阻絲是否通電、是否有過深的劃痕損傷到熱阻絲等。d.定長配管:根據(jù)現(xiàn)場需要,管道連接過程中需要的管材不可能完全為整根管道,因此需要現(xiàn)場切割定長管?，F(xiàn)場一般采用電動切割鋸,由于受到溝底操作空間的限制,應(yīng)將所需的短管在地面上先配管,避免到溝內(nèi)切割,切割后的定長管連接需要使用搶修電熔套。管道應(yīng)在溝底連接,管材下放到溝底后應(yīng)用非金屬軟帶吊起、墊好,以便后續(xù)的組對、固定和焊接工作。e.電熱熔面的打磨:將管溝底部待連接的管材用300mm左右的方木墊起,每根管材需墊3處;清除管材端面的污物,如有水漬應(yīng)用干凈棉布擦干,用電動鋼絲刷打磨管材表面,打磨長度一端為1/2電熔套長度,一端為整個電熔套長度;在管材距離端面1/2電熔套長度處做標(biāo)記,將打磨好的端部用塑料袋套好,避免被污染,打磨好的端部最忌諱的是粘有水份或泥污。f.電熔套、管材裝配:將打磨好的管件先全部敲入打磨長度為整個電熔套長度的管材一端,然后將兩管材調(diào)直,管口對正無間隙,用榔頭將電熔套從一端向另一段管材敲打,直至管材端部的標(biāo)記露出為止。a.工裝固定:將專用固定工裝卡在電熔套兩端(注意留出電熔插頭的距離,用絲杠拉緊,保證管材端部對緊b.通電焊接:將專用電熱熔焊機輸出插頭與電熔套兩接線柱連接,焊接電壓一般控制在42-45v,焊接電流根據(jù)不同規(guī)格的電熱熔套需要的熱輸入量不同,按照現(xiàn)場設(shè)定的焊機參數(shù)通電加熱。焊接溫度的控制焊接要在最佳的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行,最佳的溫度為180~220℃。2.2施工注意事項:a.由于鋼骨架聚乙烯鋼骨架復(fù)合在有水、潮濕的條件下不能保證其焊接質(zhì)量,對高滲水地域溝下安裝施工過程中,建議在打磨后用熱風(fēng)焊槍將毛面表層十分吹干再進(jìn)行熱熔接頭組對。b.夏季施工時應(yīng)避免管道暴曬,在現(xiàn)場應(yīng)做一些有效的防護(hù)措施。c.管道暫時停止施工時兩端要采取臨時封堵措施。d.冬季施工當(dāng)管材表面結(jié)有霜凍時,應(yīng)先將管材端部霜凍除掉,再用熱風(fēng)機將管材端部表面烘干,然后打磨管材端部熱熔區(qū),以保證熱熔區(qū)的清潔。冬季施工管道表面溫度10℃。焊接完成后,對焊口要進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋?可采用棉氈包裹。e.冬季施工不得使用凍硬的橡膠墊片,應(yīng)在施工前將橡膠墊片在15℃以上的環(huán)境內(nèi)放置24h,恢復(fù)彈性后方可使用2.3管道漏點返修或運行后泄露事故搶修管道一旦發(fā)現(xiàn)漏點,必須進(jìn)行修復(fù)。根據(jù)鋼骨架聚乙烯復(fù)合管的性質(zhì)和漏點情況,一般有兩種修復(fù)方法。一是將漏點位置管道切割掉1m,重新用1m長搶修短管和2個搶修電熱熔套焊接連接。在切割前切斷管線閥門,切割后完后必須放盡管內(nèi)介質(zhì),為防止管內(nèi)介質(zhì)流不盡,影響焊接質(zhì)量,可在管道組對、固定之前將兩端管道用黏土封堵,焊接完成,冷卻1小時后對管線重新進(jìn)行沖洗,以保證管內(nèi)的清潔。2.4合理安排施工工序,提高施工效率由于鋼骨架管道焊接完成后,其固定卡具需要待管道完全冷卻后方可拆除。由于冷卻時間較長(一般需要90分鐘,而卡具為循環(huán)利用工具,因此需要準(zhǔn)確控制其組裝、焊接和冷卻時間關(guān)系,充分利用焊機和卡具,作好施工統(tǒng)籌,可以大大提高施工效率,避免許多不必要的浪費,尤其是人工。例如,在臨近下班之前盡可能焊接完成一道口,在休息時間段作為焊口冷卻時間,這樣可以大大避免卡具的利用率,防止因卡具不能拆除而耽誤下道工序的進(jìn)行。一道熱熔口焊接時間約10—15分鐘,組對固定時間閱10分鐘,而管道冷卻時間為90分鐘左右,掌握好這些時間參數(shù),合理安排施工工序,提高施工效率。三.施工機具設(shè)備根據(jù)工程施工總體要求,合理配置土方及管道焊接安裝施工機組,以下為工程施工只要施工機具設(shè)備,見表1:表1主要機具設(shè)備表四.質(zhì)量、安全控制措施a.嚴(yán)格控制材料進(jìn)廠檢查、驗收程序。b.按照現(xiàn)場設(shè)定的焊接工藝參數(shù)嚴(yán)格執(zhí)行。c.嚴(yán)格執(zhí)行施工工序和半成品保護(hù)措施,防止水、汽、油和泥污等污染。d.嚴(yán)格控制管道下溝的彎曲度,盡可能保證管道平直敷設(shè)。e.對于此類管道安裝,施工過程中的安全控制點主要是溝底施工防止塌方和用電安全事宜,另外還有管端打磨時應(yīng)注意做好眼睛及面部防護(hù)。五.結(jié)束語銀浪地區(qū)燃煤鍋爐房集中供熱工程（站內(nèi)部分）廠區(qū)給水工程施工。一共完成鋼骨架聚乙烯復(fù)合管dn2501600米，dn200120米，dn65200米的鍋爐房給水管道安裝。應(yīng)用此工法，管線試壓一次成功，質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良。采用該工法施工，既提高施工進(jìn)度，又保證了施工質(zhì)量要求。通過現(xiàn)場熱源機具的合理安排，大大提高了施工效率，減少了施工機具的浪費，節(jié)約了施工成本。作者簡歷：唐洪良男2005年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲運工程專業(yè)本科學(xué)士學(xué)位。2005年7月至2021年5月就職于大慶石油管理局建設(shè)集團。2021年至今就職于云南省設(shè)計院。主要工作為工程項目管理任技術(shù)員、技術(shù)負(fù)責(zé)人。注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以pdf形式查看。材料與性能炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究鄭裕董曉武(北京燕山石油化工公司,北京102500摘要研究了炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能、加工工藝、炭黑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)樹脂等對材料性能的影響。實驗結(jié)果表明,材料具有明顯的滲濾效應(yīng)、正溫度系數(shù)效應(yīng)和非線性伏安特性。關(guān)鍵詞:炭黑聚乙烯復(fù)合材料滲濾正溫度系數(shù)效應(yīng)伏安特性0前言收稿日期:2008210復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料是高分子材料與導(dǎo)電物質(zhì)通過分散復(fù)合、層壓復(fù)合以及形成表面導(dǎo)電膜等方式構(gòu)成的一種功能高分子材料。其中分散復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料通常是填充導(dǎo)電粒子或?qū)щ娎w維,如炭黑、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬化玻璃纖維等。它具有質(zhì)輕、耐用、易加工、導(dǎo)電性穩(wěn)定等優(yōu)點,近年來,市場需求不斷增加。按其電阻率的數(shù)值范圍可分別用作電極和電磁波屏蔽材料(10-3~100Ω?cm,電線電纜的半導(dǎo)電屏蔽層(100~104Ω?cm,抗靜電材料(104~107Ω?cm,溫度、電壓自動控制元件和發(fā)熱體材料(100~106Ω?cm等。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料由于加工容易,導(dǎo)電性可在很大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié),已經(jīng)在電線電纜屏蔽層、自控溫伴熱電纜等方面得到了實際的應(yīng)用。本文研究了不同種類炭黑填充聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電高分子材料的電性能、力學(xué)性能及加工工藝對復(fù)合材料性能的影響。1實驗部分111實驗原料聚乙烯,燕山石化公司;乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物(EMMA,杜邦公司;特導(dǎo)電炭黑,山東淄博華光化工廠;乙炔炭黑,福建南平化工廠;普通炭黑,化工部炭黑工業(yè)研究院。各種炭黑的性能指標(biāo)見表1。表1三種不同炭黑的性能指標(biāo)序號炭黑類型性能指標(biāo)粒徑/nm比表面積/m2?g21吸油值/cm3?g-1PH值1#乙炔炭黑40603.406.02#特導(dǎo)電炭黑338285.866.53#油爐法炭黑80671.616.0112樣品制備將炭黑和基礎(chǔ)樹脂按一定的比例混合均勻,在密煉機中塑煉,然后經(jīng)擠出機擠出造第14卷第12期2000年12月中國塑料CHINAPLASTICSVol14No12Dec2000粒。用平板機在溫度180℃,壓力15MPa的條件下壓片,樣品厚度為1mm、3mm。113樣品測試11311力學(xué)性能的測試按照GB1040的方法測試試樣的力學(xué)性能,拉伸速度:100mm/min。11312體積電阻率的測試按照ISO3915的方法測試試樣的體積電阻率,樣品兩端涂覆導(dǎo)電膠,以確保與電極良好接觸。11313熱分析測試用差熱分析儀對材料的熱性能進(jìn)行測試,采用等速升溫的方法。升溫速度:10℃/min。11314熱變形溫度的測試采用ISO75標(biāo)準(zhǔn)對材料的熱變形溫度進(jìn)行測試。升溫速度:120℃/h;負(fù)荷:1.80MPa。11315維卡軟化點的測試采用ISO306標(biāo)準(zhǔn)對材料的維卡軟化點進(jìn)行測量。升溫速度:50℃/h;負(fù)荷:10N。2實驗結(jié)果與討論211炭黑對復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響炭黑填充聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的電性能與炭黑的種類、結(jié)構(gòu)、填充量密切相關(guān)。作為導(dǎo)電填料的炭黑,其導(dǎo)電性與其比表面積、結(jié)構(gòu)性、表面化學(xué)性質(zhì)有關(guān)[1]。比表面積是單位質(zhì)量炭黑的表面積,它是炭黑聚集體中炭黑顆粒外表面和內(nèi)表面(孔隙面積之和,比表面積越大,炭黑粒子尺寸越小,單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)越多,越容易彼此接觸形成網(wǎng)狀導(dǎo)電通路,導(dǎo)電性越好;炭黑的結(jié)構(gòu)性是指炭黑粒子與粒子之間形成鏈狀結(jié)構(gòu)的程度,組成炭黑聚集體的粒子越多,結(jié)構(gòu)性越高,形成網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的機率越大,導(dǎo)電性越好,一般用吸油值(DBP來表征炭黑的孔隙度,即結(jié)構(gòu)性、吸油值越高,炭黑的結(jié)構(gòu)越高,高結(jié)構(gòu)炭黑不僅導(dǎo)電性好,而且容易擴散,因為高結(jié)構(gòu)炭黑凝聚體中心之間距離較大,相鄰凝聚單元之間的吸引力較小,因而在樹脂中的分散性好。表面化學(xué)性質(zhì)是指吸附在炭黑表面的活性官能團的數(shù)量,在炭黑的生產(chǎn)過程中,炭黑表面常形成一些活性含氧官能團,這些官能團的存在影響電子的遷移,使炭黑的導(dǎo)電性下降?？刹捎肞H值來表征炭黑的表面化學(xué)性質(zhì),表面官能團少的炭黑通常呈弱堿性或中性,具有較好的導(dǎo)電性。21111炭黑含量對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響將三種不同結(jié)構(gòu)的炭黑按不同的含量加入到聚乙烯基體樹脂中,制備出不同炭黑含量的一系列樣品,測量它們的體積電阻率。試驗結(jié)果如圖1所示。1—特導(dǎo)電炭黑2—乙炔炭黑3—油爐法炭黑圖1體積電阻率與炭黑含量的關(guān)系實驗結(jié)果表明,隨著炭黑含量的增加,復(fù)合材料的電阻率下降,導(dǎo)電性提高,但電阻率不是隨著炭黑含量的增加成比例地下降。當(dāng)炭黑含量比較低時,隨著炭黑含量的增加,體系電阻率略有下降,從曲線上看,這一段比較平坦,復(fù)合體系仍然表現(xiàn)為絕緣性質(zhì),體系電阻率的下降只是由于炭黑的摻雜作用引起的,復(fù)合體系還沒有形成導(dǎo)電通路;當(dāng)炭黑含量增加到某一臨界值時,體系電阻率急劇下降,曲線上出現(xiàn)一個狹窄的突變區(qū),在此區(qū)域內(nèi),炭黑含量的微小變化會引起體系電阻率的顯著2000年12月中國塑料23改變,這種現(xiàn)象稱為滲濾效應(yīng)(Percolation,此區(qū)域稱為滲濾區(qū),炭黑含量的這一臨界值稱為滲濾閾值。在滲濾區(qū)內(nèi)體系的電阻率急劇下降,表明復(fù)合體系內(nèi)開始形成導(dǎo)電通路。在此區(qū)域內(nèi),電子從一個炭黑的聚集體躍遷到另一個相鄰但非接觸的炭黑聚集體而導(dǎo)電,這種導(dǎo)電現(xiàn)象為“隧道效應(yīng)”[2];當(dāng)炭黑含量進(jìn)一步增加,高于滲濾區(qū)時,導(dǎo)電通路變得密集,體系由炭黑粒子相互接觸而導(dǎo)電,體系形成了完整的導(dǎo)電通路,此時,隨著炭黑含量的增加,體系電阻率不再有明顯變化。21112炭黑性能對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響在炭黑填充聚合物復(fù)合材料中,導(dǎo)電性主要是由炭黑提供的,炭黑的結(jié)構(gòu)和性能對復(fù)合體系的導(dǎo)電性起著重要的作用。由圖1可見,填充特導(dǎo)電炭黑的復(fù)合體系的電阻率明顯低于填充乙炔炭黑的復(fù)合體系的電阻率,填充乙炔炭黑的復(fù)合體系的電阻率又明顯低于填充普通炭黑的復(fù)合體系的電阻率。填充量為20%時,特導(dǎo)電炭黑填充的復(fù)合體系電阻率為5Ω?cm,而乙炔炭黑填充的復(fù)合體系的電阻率為3.6×104Ω?cm,而普通炭黑填充的復(fù)合體系仍為絕緣體。而且它們的滲濾閾值也相差很大。特導(dǎo)電炭黑的滲濾閾值為2.5%~10%左右,乙炔炭黑的滲濾閾值為15%~25%左右,普通炭黑的滲濾閾值為25%~45%左右。這是由它們的結(jié)構(gòu)所決定的。由表1中三種炭黑的性能指標(biāo)可以看出,特導(dǎo)電炭黑粒徑小,比表面積大,結(jié)構(gòu)性高,其聚集體呈松散的纖維狀結(jié)構(gòu),將它填充到聚合物中,炭黑粒子相互接觸的幾率大,只需要較小的含量就可以形成導(dǎo)電通路,表現(xiàn)為滲濾閾值低,復(fù)合材料的電阻率小。乙炔炭黑的粒徑、比表面積、結(jié)構(gòu)化程度不如特導(dǎo)電炭黑,乙炔炭黑填充復(fù)合材料的滲濾閾值和電阻率介于特導(dǎo)電炭黑和普通炭黑之間。普通炭黑的結(jié)構(gòu)化程度最低,粒子間相互接觸的幾率小,形成導(dǎo)電通路的能量低,其滲濾閾值最大,電阻率最高,導(dǎo)電性最差。從以上的分析可以看出,炭黑填充聚合物復(fù)合體系的導(dǎo)電性與炭黑的結(jié)構(gòu)和填充量密切相關(guān),就提高體系的導(dǎo)電性而言,應(yīng)選擇填充具有粒徑小、結(jié)構(gòu)高的炭黑,這樣復(fù)合材料的導(dǎo)電性好,炭黑的填充量少,這對于提高材料的力學(xué)性能也是有利的,特導(dǎo)電炭黑、乙炔炭黑可以滿足這方面的要求。21113炭黑對復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響1957年Harman發(fā)現(xiàn)摻雜鈦酸鋇的杉在居里溫度出現(xiàn)電阻突然增大的現(xiàn)象,他將這一現(xiàn)象命名為正溫度系數(shù)效應(yīng),即PTC(positivetemperaturecoefficient效應(yīng)。PTC材料是一類具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻材料,在一定的轉(zhuǎn)變溫度下,其電阻率迅速增加,發(fā)生(半導(dǎo)體—絕緣體的轉(zhuǎn)變。近年來,人們發(fā)現(xiàn)填充型聚合物導(dǎo)電材料具有PTC效應(yīng),并將其應(yīng)用于自限溫加熱器、電流過載保護(hù)元件及其它熱敏電阻元件,取得了良好的效果。炭黑填充結(jié)晶型聚合物導(dǎo)電材料具有PTC效應(yīng),這種效應(yīng)與聚合物基體和導(dǎo)電炭黑的種類、性質(zhì)及它們之間的相互作用有關(guān)[3~6]。這里我們研究了炭黑對復(fù)合材料PTC效應(yīng)的影響。圖2是三種炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的電阻-溫度曲線,三種材料均顯示出PTC特性,電阻隨溫度的上升而增加。低溫時電阻隨溫度的上升緩慢增加,在基礎(chǔ)樹脂熔點附近電阻隨溫度的變化較大,并且電阻率出現(xiàn)最大值。體系的電阻率隨溫度的升高出現(xiàn)明顯的PTC效應(yīng),溫度再升高時,電阻率開始下降,出現(xiàn)負(fù)溫度效應(yīng),即NTC效應(yīng)。隨著溫度的升高,復(fù)合體系中聚合物的形態(tài)發(fā)生了變化,一方面,隨著溫度的升高,聚合物的膨脹比炭黑粒子的膨脹大得多,因此,體系中炭黑的濃度相對減少,原來形成的導(dǎo)電通路24炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究1—特導(dǎo)電炭黑含量10%2—乙炔炭黑含量25%3—普通炭黑含量40%圖2炭黑種類對PTC特性的影響被破壞;另一方面,在炭黑填充結(jié)晶型聚合物復(fù)合體系中,炭黑是填充在聚合物的無定型區(qū),隨著溫度的升高,聚合物晶體開始熔化,使無定型相增加,相當(dāng)于降低了炭黑的濃度,炭黑濃度的改變會引起復(fù)合體系電阻率的顯著變化,使原來形成的導(dǎo)電通路大量斷開,同時,高分子鏈段的運動導(dǎo)致炭黑粒子間距增大,導(dǎo)電通路斷開,導(dǎo)致復(fù)合材料的PTC效應(yīng)。溫度超過熔點以后,聚合物處于熔融狀態(tài),此時,炭黑的附聚作用使復(fù)合體系的電阻率下降。為了表征PTC效應(yīng)的強弱,通常將電阻率與溫度關(guān)系曲線上電阻率的最大值ρmax與室溫電阻率ρRT的比值ρmax/ρRT定義為PTC強度。乙炔炭黑填充HDPE復(fù)合材料的PTC強度約為2×104。212基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料電性能的影響炭黑填充聚合物復(fù)合體系的電性能不僅與炭黑的結(jié)構(gòu)和性能有關(guān),而且與基體聚合物的性質(zhì)相關(guān)。為了考察基體聚合物對復(fù)合體系電性能的影響,我們選擇LDPE和HDPE分別制備導(dǎo)電復(fù)合材料,并對它們的導(dǎo)電性和PTC特性進(jìn)行了研究。21211基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料導(dǎo)電性的影響圖3是兩種不同基體復(fù)合材料的電阻隨1—LDPE2—HDPE圖3不同基體復(fù)合體系電阻率與炭黑含量關(guān)系炭黑含量變化的關(guān)系,以LDPE為基體的復(fù)合材料的電阻率和滲濾閥高于以HDPE為基體的復(fù)合材料。這是由于它們的結(jié)晶度不同所造成的,由于炭黑填充在結(jié)晶型聚合物的無定型相中,LDPE的結(jié)晶度比HDPE低,因此,需要更多的炭黑才能形成導(dǎo)電通路,在相同炭黑含量的情況下,炭黑在HDPE中形成的導(dǎo)電通路比LDPE多。21212基礎(chǔ)樹脂對復(fù)合材料PTC特性的影響1—HDPE(乙炔炭黑含量25%2—LDPE(乙炔炭黑含量25%圖4不同基體的復(fù)合材料PTC特性圖4是分別以LDPE、HDPE為基體的復(fù)合體系的PTC特性曲線,兩種材料均具有明顯的PTC特性,但它們的PTC特性有較大的差別。以LDPE為基體的導(dǎo)電體系,其2000年12月中國塑料25PTC強度較低,約為3×102,其達(dá)到最大電阻率時的溫度低,在其熔點附近,約為120℃;以HDPE為基體的導(dǎo)電體系,其PTC強度較高,約為2×104,其達(dá)到電阻率最大值的溫度在其熔點附近,約130℃。復(fù)合體系表現(xiàn)出來的這種PTC特性是與它們的熱性能相關(guān)的,表2是LDPE、表2LDPE和HDPE的熱性能HDT/℃VST/℃Tm/℃ΔH/J?g-1LDPE5084105.789HDPE85124131.7181注:HDT:熱變形溫度;VST:維卡軟化點;Tm:熔點;ΔH:熔融熱焓。HDPE兩種樹脂的熱性能數(shù)據(jù),LDPE的結(jié)晶度低,結(jié)晶的熔化對炭黑濃度的影響小,因此其PTC強度低,同時,LDPE的熔點、軟化點低,分子鏈段在較低溫度下的活動能力比HDPE強,因此其達(dá)到最大電阻率的溫度低,低溫開關(guān)性能好。人們正是利用不同聚合物填充體系的轉(zhuǎn)變溫度不同的性質(zhì),開發(fā)出了適用于不同溫度的自控溫元件。213復(fù)合材料的伏安特性1—連續(xù)加壓2—瞬時加壓圖5復(fù)合體系的伏安特性圖5是復(fù)合體系的伏安特性,即電壓-電流關(guān)系特性,復(fù)合體系的電流隨電壓的升高而上升,但電壓與電流的關(guān)系呈現(xiàn)非歐姆特性,即電流并不是隨電壓的升高而成比例地增加。瞬時加壓可以消除材料本身發(fā)熱引起電阻變化的影響,可以看出,體系電阻率隨電壓的升高而減小,電流增大。這是因為導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成后,電子的遷移有兩種機制,一是熱激活電子的躍遷,另一是電子的隧道效應(yīng)。前者是低場下電流傳導(dǎo)的主要機制,后者是高場下電流傳導(dǎo)的主要機制[7~15],因此體系的伏安特性呈現(xiàn)非歐姆特征。另一曲線是連續(xù)加壓方式下,復(fù)合體系的伏安特性,在持續(xù)的電場作用下,復(fù)合材料內(nèi)部產(chǎn)生焦耳熱,使體系的溫度上升,體系的電阻率升高,體系的伏安特性與瞬間加壓方式產(chǎn)生偏差。214復(fù)合體系的力學(xué)性能不同類型炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能見表3、表4、表5,隨著炭黑含量的增加,復(fù)合材料的拉伸強度增加,而斷裂伸長率下降,這是由于炭黑的加入使大分子鏈形成了更多的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。在上述不同炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料中,在它們各自的導(dǎo)電范圍內(nèi),特導(dǎo)電炭黑填充聚乙烯的力學(xué)性能最好,其次是乙烯炭黑,普通炭黑比二者都差。表3特導(dǎo)電炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%5101520拉伸強度/MPa17.818.419.119.7斷裂伸長率/%562550483357表4乙炔炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%15203040拉伸強度/MPa16.216.617.217.1斷裂伸長率/%580542460380表5普通炭黑填充聚乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能性能測試值炭黑含量/%20304050拉伸強度/MPa15.515.816.214.6斷裂伸長率/%5565324933463結(jié)論(1炭黑/聚乙烯復(fù)合材料具有明顯的滲濾現(xiàn)象,在滲濾區(qū)內(nèi),炭黑含量的微小改變會引起休系電阻率的顯著變化。炭黑和基礎(chǔ)樹26炭黑/聚乙烯復(fù)合導(dǎo)電材料的性能研究2000年12月中國塑料4KonhlerF,USPatent324375327脂的性能對復(fù)合材料的導(dǎo)電性有顯著的影響。(2炭黑/聚乙烯復(fù)合材料具有顯著的正溫度系數(shù)效應(yīng),這種效應(yīng)受基礎(chǔ)樹脂熱性能的影響。(3由于存在著不同的導(dǎo)電機制,復(fù)合材料呈現(xiàn)非線性伏安特性。(4隨著炭黑含量的增加,炭黑/聚乙烯復(fù)合材料的拉伸強度提高,斷裂伸長率降低。參考文獻(xiàn)1,等.中國塑料,1992,6(4:3黃銳2VanBeek.JApplPolymSci,1962,6(24:513MoffattDM著,羅延齡譯,橡膠譯叢,1997,3:185OheKandNatioYJap.JApplPhys,1971,10:996MeyerJ.QuarterlyReport.TexasInstruments.Inc.19707MiyaskaK,WatanabeKandJojimaE.JMaterSci,1982,17:16108MiyauchiSandTogashiE.JApplPolymSci,1985,30:14119JiaWentaoetal.JApplPolymSci,1994,54:121910TangTetal.JApplPolymSci,1993,48:1795ao11SoaresBGetal.PolymBull,1995,35:22312MikroyannidisJA.JPolymSciPolymChem,1994,32:240313LinKF.JPolymSci,1993,50:160114WesslingB.PolymEngSci,1991,31(16:120015SumitaMetal.PolymBull,1991,25:265StudyonPropertyofCarbonBlack/PolyethyleneConductiveCompositesZhengYukunandDongXiaowu(BeijingYanshanPetrochemicalCompany,Beijing102500ABSTRACTInfluencesofprocessconditions,carbonblackstructureandresinonpropertiesofcarbonblack/polyethyleneconductivecompositesarestudied.Theresultsshowthatthecompositeexhibitspercolationthresholdeffect,positivetemperatureeffectandnonlinearvolt2amperecharacteristics.Keywords:Carbonblack/polyethylenecomposite,Percolation,Positivetempera2turecoefficienteffect,Volt2amperecharacteristics啟事近日我刊的投稿信箱chinplas@public.bta.net.cn由于部分作者的稿件文件太大而造成堵塞,影響了稿件從服務(wù)器上正常下載,因此請廣大作者通過該信箱投稿時一定要將文件進(jìn)行壓縮(容量最好小于2M,以免造成不必要的損失。另,我刊近期啟用了新的域名輯動向。plaschina.com.cn,并即將完成該網(wǎng)站的系統(tǒng)調(diào)試,請廣大作者、讀者及時訪問以了解最新的編《中國塑料》編輯部2000/12/26北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文納米無機/聚偏氟乙烯復(fù)合超濾膜的研究姓名:劉燕申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):環(huán)境工程指導(dǎo)教師:錢英20040501第2章實驗部分和基礎(chǔ)研究鑄膜液中聚合物的含量(固含量是膜性能的重要影響因素。固含量高,鑄膜液粘度大,單位體積內(nèi)聚合物分子數(shù)增多并且分子運動受到限制,易形成致密結(jié)構(gòu),導(dǎo)致膜孔徑變小,截留率上升,水通量降低;反之固含量低,鑄膜液粘度小,導(dǎo)致膜的孔徑增大,水通量上升,截留率降低。實際希望得到水通量和截留率都較高的分離膜,因此固含量選取要恰當(dāng)。保持制膜液rp添加劑含量不變,改變聚偏氟乙烯(PVDF和溶劑(DMAC的含量,所配制膜液配比PVDF:添加劑:DMAC分別為:a12:5:83b15:5:80c18:5:77,制成膜的斷面電鏡照片如圖2-4所示。a㈣含鼙12%bl司含量15%c鬧含培l(xiāng)8%2-4不同俐含姑的膜斷面照片F(xiàn)ig.2?4Themicrographsofmembraneswithdifferentpolymerconcentration表2-3國含齡對鑄麒液粘度及麒超濾性能的影響Table2—3Theinfluenceofpolymerconcentrationonviscosityofcastingsolutionandultrafillrationcharacteristics固含量(州%粘度(mPa.s水通量Jw(mL/cm2h截留率R(%15%4820722965北京T業(yè)人學(xué)工學(xué)顧一L學(xué)位論義從圖2-4可以看出,隨著固含量的增加,膜的結(jié)構(gòu)趨于致密,其中指狀孔徑縮小,致密層變厚。從表2-3中可知,固含量為15%的膜水通量和截留率均較高,粘度也比較適中,因此最終選擇固含量為15%。實驗表明高分子溶液中若不合任何添加劑,形成的膜幾乎不透水。添加劑常為水溶性低分子聚合物,或小分子無機鹽。不同的添加劑影響了相應(yīng)鑄膜液體系的分相熱力學(xué)和傳質(zhì)動力學(xué),從而影響PVDF的成膜過程,改變膜的結(jié)構(gòu)[621。另外,不同種類的添加劑其作用機理也不盡相同,對鑄膜液結(jié)構(gòu)的影響機制較復(fù)雜,但通常都認(rèn)為添加劑可以調(diào)節(jié)溶劑的溶解能力,促進(jìn)形成大量多孔的聚合物網(wǎng)絡(luò)和膠束聚集體,從而造成膜的多孔結(jié)構(gòu),因此添加劑常被稱為致孔劑。研究表明,LiCl的加入易形成小孔,而大分子PVP的加入有利于形成大孔,單純以LiCl為添加劑,膜的截留率高但水通量非常小,斷面照片如圖2—5所示,大孔結(jié)構(gòu)不能充分發(fā)展,在膜中部終止于海綿狀結(jié)構(gòu)。幽2-5LiCI為添加劑的膜的斷面Fig2—5TheCROSS—sectionofmembranewithLiCIasadditive第2章實驗部仆和皋礎(chǔ)訓(xùn),t如果單純以PVP為添加劑,大孔結(jié)構(gòu)一直發(fā)展到膜底部,水通量高但截留率低。因此我們選擇這兩種添加劑,電鏡照片如圖2-6所示,大孔結(jié)構(gòu)也能一直發(fā)展到膜底部,終止于底部的海綿狀結(jié)構(gòu)。一方面在皮層形成的孔徑較小,保證一定的截留率,另一方面在多孔支撐層形成較大的孔,提高孔問連通度和膜的孔隙率,因此可以大大提高純水通量。幽2-6LiCI和PVPJ,J添加劑膜的斷面2—6Thecross—sectionwithLiCIandPVPasadditivesFig表2-4添加卉U對膜性能的影響Table2.4Thelnfluenceofadditivesonmembranecharacterictics第3章納米無材17聚偏氟乙烯復(fù)合超濾膜的研究表3-3納米TiO。對膜力學(xué)性能的影響Table3—5TheinfluenceofTi02nanoparticles’concentrationonmembranemechanics納米Ti02含量(%最大應(yīng)力o.(MPa彈性模量E(MPa053.42130由表3—3可見,膜的強度和彈性模量隨納米TiO:含量的增加而增加,當(dāng)納米TiO:為O.4%時達(dá)最大。納米Ti晚含量繼續(xù)升高,膜的強度反而下降了,這主要是由于納米TiO:的團聚造成的?？傊?納米TiO:的加入在保持PVDF膜韌性的同時大大提高了膜的剛性,增大了材料的耐壓能力。通過顯微鏡觀察鑄膜液中納米TiO。的分布情況,當(dāng)納米Ti魄含量較低時鑄膜液分散均勻,當(dāng)納米TiO,含量超過O.8%時即可看到大的團聚體。圖3—2納米TiO!含量為0.4%時復(fù)合膜的表面利斷面照片4%Ti02nanoparticlesconcertiationFig3—2Thesurfaceandcrosspicturesofmembraneat0.33—://聚氯乙烯/霞石復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)流變學(xué)及力學(xué)性能吳德峰*,趙洪衛(wèi),吳蘭峰,張明(揚州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,江蘇,揚州,225002王景清(江蘇瓊花集團,江蘇,揚州,225111摘要:采用熔融共混制備了聚氯乙烯/霞石復(fù)合材料(PVC/NE,并對其形態(tài)、結(jié)構(gòu)流變學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了測試。小振幅振蕩剪切(SAOS測試結(jié)果表明,霞石用量存在著最佳值,用量過多對復(fù)合體系介觀結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)不大。形態(tài)及力學(xué)性能測試結(jié)果表明,霞石均勻分散在聚氯乙烯基體中,且填充量約為50phr時,復(fù)合體系沖擊強度和表面硬度最佳。關(guān)鍵詞:聚氯乙烯,霞石,復(fù)合材料,結(jié)構(gòu)流變學(xué),力學(xué)性能中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:StructuralRheologyandMechanicPropertiesofPolyvinylChloride/NephelineCompositesWuDe-feng,ZhaoHong-wei,WuLan-feng,ZhangMing(SchoolofChemistry&ChemicalEngineering,YangzhouUniversity,Jiangsu,Yangzhou,225002,ChinaWangJing-qing(JiangsuQionghuaGroupCo.LTD,Jiangsu,Yangzhou,225111,ChinaAbstract:PolyvinylChloride/Nephelinecomposites(PVC/NEwerepreparedbymeltmixing.ThemorphologyandstructuralrheologyaswellasmechanicpropertiesofPVC/NEwereinvestigated.Theresultsfromsmallamplitudeoscillatoryshear(SAOSmeasurementsshowthatthenephelineloadingspresentabestvalueand,theexcessiveadditionofnephelinehasfewcontributionstothemescoscopicstructureofcomposites.Theresultsfrommorphologyand收稿日期:*江蘇省物理化學(xué)重點學(xué)科開放基金作者簡介:吳德峰,江蘇揚州人,1974年生,工學(xué)博士,副教授,主要從事聚合物復(fù)合材料的功能化,多相多組分復(fù)雜體系流變學(xué)等方向,0514-*******-9115,dfwu@mechanicpropertiescharacterizationshowthatthenephelineiswelldispersedinPVCmatrix.TheimpactstrengthandsurfacehardnessofthosePVC/NEcompositeswithnephelineloadingsofabout50phrarebest.Keywords:PVC;Nepheline;Composites;Structuralrheology;Mechanicproperties聚氯乙烯(PolyvinylChloride,PVC是最早工業(yè)化的塑料品種之一,也是產(chǎn)量較大的一種通用塑料,但其存在著熱穩(wěn)定性欠佳、抗沖性能較差等缺點,因此,對于PVC的改性研究一直非?；钴S。其中,PVC的增韌是其改性工作的一個重要方向。研究者們通常采用彈性體或聚烯烴與PVC共混來提高復(fù)合材料的沖擊性能,但彈性體的引入往往又會導(dǎo)致材料加工性能的下降。因此采用剛性粒子如納米CaCO3、納米SiO2、硅灰石、凹凸棒、水滑石等對PVC進(jìn)行填充改性成為提高PVC復(fù)合材料綜合性能的又一途徑之一。[1]霞石(Nepheline,NE又稱為霞石正長巖(NephelineSyenite。其主要成分是硅鋁酸鉀鈉。在國外,霞石已廣泛用于陶瓷材料、塑料和涂料填料,尤其是作為塑料與涂料的填充改性材料,由于其良好的物理力學(xué)性能、光學(xué)性能及衛(wèi)生性而受到廣泛的重視。[2]與其他剛性粒子相比,采用霞石改性PVC的研究工作相對較少,且研究重點主要集中在PVC/霞石復(fù)合材料(PVC/NE的力學(xué)性能上。[3]本文則主要研究PVC/NE復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)流變學(xué),目的在于找出流變行為與其內(nèi)部介觀結(jié)構(gòu)和宏觀力學(xué)性能間的相互聯(lián)系,相關(guān)研究未見文獻(xiàn)報道。1.實驗部分1.1實驗原料PVC:貴州遵義堿廠(型號SG5;霞石粉:嘉晉工業(yè)礦產(chǎn)(江陰;助劑:工業(yè)級硫酸鉛,硅烷偶聯(lián)劑YDH-560。1.2實驗設(shè)備轉(zhuǎn)矩流變儀:HAAKEpolylab型,ThermoElectron公司,美國;液壓成型機:YJ-450型,余姚市華城液壓機電,中國;平板硫化儀:DRO-110E型,無錫蠡園化工電子設(shè)備廠,中國;掃描電鏡(SEM:XL30-ESEM型,荷蘭Philips公司;旋轉(zhuǎn)流變儀:RS600型,ThermoElectron公司,美國;微機控制電子萬能試驗機:(WDW_5,上海華龍測試儀器廠,中國;懸臂梁沖擊試驗機:江都試驗機械廠,中國;電動塑料洛氏硬度計:XHRD-150型,中國。1.3PVC/NE復(fù)合材料的制備稱取一定量的霞石粉用偶聯(lián)劑YDH-560表面處理后,按一定比例與PVC及其助劑混合均勻,置于轉(zhuǎn)矩流變儀中在150℃,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速50rpm/min下共混8min即得PVC/NE復(fù)合材料。物料隨后在160℃,15Mpa下模壓成型,以備測試。復(fù)合材料的質(zhì)量組成及代號見表1。表1PVC/NE復(fù)合材料的質(zhì)量組成及代號Table1AbbreviationofthePVC/NEcompositeswithvariouscompositionsPVC/NEblendPVCNE10NE30NE50NE70NE90PVC100100100100100100NE010305070901.4性能測試掃描電子顯微鏡(SEM:將試樣液氮冷凍脆斷,斷面噴金后在SEM下觀察表面形態(tài),加速電壓20kV。流變行為測量:將樣片置于20mm平行板夾具中,升溫至預(yù)設(shè)溫度熔融,停留5min以消除熱歷史;然后分別進(jìn)行動態(tài)和穩(wěn)態(tài)掃描。(a動態(tài)應(yīng)力掃描:頻率1Hz,應(yīng)力掃描范圍0.01-100Pa;(b動態(tài)頻率掃描:掃描范圍0.01-100Hz,固定應(yīng)力50Pa進(jìn)行小振幅振蕩剪切(SAOS。力學(xué)性能測試:拉伸性能按GB/T1040-1993測試;U型缺口沖擊強度按GB/T1043-1992測試。2.結(jié)果與討論2.1PVC/NE復(fù)合材料相形態(tài)圖1為PVC和NE50試樣斷面的SEM照片?？梢钥闯?純PVC試樣斷面光滑,且應(yīng)力條紋清晰規(guī)則,表現(xiàn)出脆性斷裂的典型特征(見圖1(a;而填加了50質(zhì)量份的霞石后,試樣斷面高低起伏,應(yīng)力條紋紊亂,如圖1(b所示,說明霞石的加入在一定程度上增加了復(fù)合體系的韌性。圖1(aPVC和(bNE50試樣斷面的SEM照片,標(biāo)尺100μmFig1SEMphotographsof(aPVCand(bNE50samplesatthemagnitudeof200ab從圖2(a可以明顯看出填入的霞石直徑大小約2-3μm,且由于其表面的硅烷偶聯(lián)劑與PVC基體有較好的親和力從而使兩相具有較好的界面粘結(jié);此外,由圖2(b可見,即便在填充了90phr的霞石后,霞石在PVC基體中分散依然比較均勻。圖2(aNE10和(bNE90試樣斷面的SEM照片F(xiàn)ig2SEMphotographsof(aNE10and(bNE90samples2.2PVC/NE復(fù)合材料結(jié)構(gòu)流變學(xué)一般而言,聚合物復(fù)合材料在熔融加工過程中的流動與變形會強烈影響材料最終的結(jié)構(gòu)和性能。迄今為止,針對單一聚合物材料流變行為的研究已經(jīng)有了大量的成果。[4,5]然而,對于剛性粒子填充的聚合物復(fù)合材料其結(jié)構(gòu)流變學(xué)的研究則相對較少。G'(PaStress(PaViscosity(Pa.sStress(Pa圖3動態(tài)應(yīng)力掃描中PVC/NE復(fù)合體系(a動態(tài)彈性模量和(b動態(tài)復(fù)數(shù)粘度隨應(yīng)力的變化Fig3Thedependenceof(adynamicstoragemodulusand(bcomplexviscosityonthestressforthePVC/NEcomposites圖3為PVC/NE復(fù)合體系動態(tài)應(yīng)力掃描結(jié)果?？梢钥闯?在測試的應(yīng)力范圍內(nèi),霞石的填入不影響PVC基體的線形粘彈范圍,表明復(fù)合體系內(nèi)部介觀結(jié)構(gòu)對施加的剪切變性并不敏感,從而仍然表現(xiàn)出典型的牛頓流動。這是由于PVC基體本身就是一個高凝膠化體系所致。因此,接下來的小振幅振蕩剪切(SAOS的測試選取的應(yīng)力為50Pa。此外,復(fù)合體ab系無論是動態(tài)彈性模量還是復(fù)數(shù)粘度都隨霞石含量的增加而逐漸上升,顯然,高模量的霞石起著增強的作用。圖4給出了PVC/NE復(fù)合體系動態(tài)頻率掃描結(jié)果。顯然,與圖3結(jié)果相一致,隨霞石含量增加,復(fù)合體系的彈性模量和復(fù)數(shù)粘度都逐漸上升。值得注意的是,即便是PVC空白樣,其低頻區(qū)彈性模量的頻率依賴性都非常弱,遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了Cox-Merz法則,說明PVC基體本身就是一個非均相體系,凝膠化程度較高,這使其在低頻區(qū)的流動表現(xiàn)出典型的非線性流動的特點,從而使粘度即使在低頻范圍內(nèi)也沒有牛頓平臺,如圖4(b所示。隨霞石的填入,復(fù)合體系低頻區(qū)模量的斜率沒有明顯改變,這至少說明兩點:(1霞石組分對PVC凝膠化程度影響不大;(2高含量的霞石組分一旦形成逾滲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其對體系的粘彈性貢獻(xiàn)也不如PVC基體凝膠網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)顯著。103104105106107108G'(Pafrequency(Hz101010101010viscosity(Pa.sfrequency(Hz圖4動態(tài)頻率掃描中PVC/NE復(fù)合體系(a動態(tài)彈性模量和(b動態(tài)復(fù)數(shù)粘度隨頻率的變化Fig4Thedependenceof(adynamicstoragemodulusand(bcomplexviscosityonthefrequencyforthePVC/NEcomposites那么,霞石的用量對復(fù)合體系粘彈性的貢獻(xiàn)究竟如何呢?圖5顯示了霞石含量對復(fù)合體系能夠反映結(jié)構(gòu)松弛信息的低頻模量的影響。顯然,隨霞石含量增加,模量迅速上升,但逐漸趨于平緩。這意味著霞石用量存在著最佳值,而一旦當(dāng)霞石用量過多,則對復(fù)合體系的介觀結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)不大甚至?xí)谝欢ǔ潭壬掀茐慕Y(jié)構(gòu)的完善性,從而就有可能影響到復(fù)合材料的宏觀性能。[6,7]為了進(jìn)一步證明從結(jié)構(gòu)流變學(xué)中得到的結(jié)論,接下來的實驗對PVC/NE復(fù)合體系的力學(xué)性能進(jìn)行了測試。://107G'0.1Hz(Pa106105020406080100NE(phr圖5PVC/NE復(fù)合體系0.1Hz下的動態(tài)彈性模量隨霞石含量變化圖Figure5Thecurvesofdynamicstoragemodulusat0.01HzasafunctionofnephelineloadingsforthePVC/NEcomposites2.3PVC/NE復(fù)合材料力學(xué)性能圖6為霞石含量對PVC/NE復(fù)合體系洛氏硬度的影響?？梢钥闯?，隨著霞石的加入，PVC的表面硬度明顯提高，但是隨著填加量的越來越大，表面硬度的增加幅度變小。一方面由于霞石顆粒與聚合物緊密結(jié)合，導(dǎo)致聚合物間自由體積降低；同時霞石本身的高硬度使其具有較強的抗形變能力，從而使復(fù)合體系表面硬度增加。隨其含量增高，體系表面粒子增多，體系硬度不斷提高。而當(dāng)表面粒子達(dá)到飽和時，硬度則不再明顯提升，基本保持不變。[8]因此，霞石用量為40-50phr是合適的，過多對PVC/NE復(fù)合體系洛氏硬度的貢獻(xiàn)不大。10090HRM807060020406080100NE(phr圖6PVC/NE復(fù)合體系洛氏硬度隨霞石含量變化圖Fig6ThecurvesofRockwellhardnessasafunctionofnephelineloadingsforthePVC/NEcomposites圖7則給出了霞石含量對PVC/NE復(fù)合體系沖擊強度的影響?？梢钥闯?，當(dāng)霞石填加10-50phr時，復(fù)合體系抗沖性能有所提高，這已在SEM測試結(jié)果中得以證明。而霞石用量6://超過50phr時，體系的抗沖性能呈降低趨勢。當(dāng)霞石含量較低時，吸收能量的主要是界面變形與材料的斷裂，應(yīng)力傳遞只沿受力平面方向進(jìn)行，此時抗沖擊強度不大；當(dāng)含量進(jìn)一步提高時，材料與填料的界面發(fā)生形變，使應(yīng)力在三維方向傳遞，擴大受力面積，同時基材發(fā)生屈服而引起塑性變形，此時抗沖擊強度提高幅度最大；而當(dāng)含量過高時，由于基材的受沖擊面積減少及塑性變形少，所吸收的沖擊能減少，此時的抗沖擊強度有所下降。因此，合適的霞石用量約為50phr，過多反而會使PVC/NE復(fù)合體系沖擊強度降低。顯然，力學(xué)性能測試的結(jié)果與結(jié)構(gòu)流變學(xué)的分析相一致。6Impactstrength(kJ/m25432020406080100NE(phr圖7PVC/NE復(fù)合體系沖擊強度隨霞石含量變化圖Fig7ThecurvesofimpactstrengthasafunctionofnephelineloadingsforthePVC/NEcomposites3.結(jié)論（1）對于霞石填充的PVC復(fù)合材料，霞石組分對PVC凝膠化程度影響不大；即便高含量的霞石組分形成逾滲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其對體系彈性的貢獻(xiàn)也不如PVC基體凝膠網(wǎng)絡(luò)的貢獻(xiàn)顯著。（2）霞石填充量約為50phr時，PVC/NE復(fù)合體系沖擊強度和表面硬度達(dá)到最佳值。過多則貢獻(xiàn)不大，甚至反而可能使性能下降。參考文獻(xiàn)[1]付東升，朱光明．塑料科技[J]．2003，（3）：60-64[2]李瑞海，盛兆碧，何貴才．四川聯(lián)合大學(xué)學(xué)報．1999，3（6）：47-51[3]何貴才，李瑞海，盛兆碧．礦產(chǎn)綜合利用．1999，（2）：28-307://[4]周持興，俞煒．聚合物加工理論．北京：科學(xué)出版社，2004[5]周持興，俞煒．聚合物流變學(xué)實驗與應(yīng)用．上海：上海交通大學(xué)出版社，2003[6]WuDF,ZhouCX,ZhengH,MaoDL,ZhangB.PolymDegrad&Stab,2005,87:511[8]WuDF,ZhouCX,YuW,XieF.JPolymSciPartBPolymPhys,2005,43:2807[8]胡圣飛．中國塑料．1999．（6）：298熱處理溫度對中間相瀝青基碳/碳復(fù)合材料力學(xué)性能的影響EffectsofHeatTreatmentTemperatureonMechanicalPropertiesofMesophasePitch2basedC/CComposites劉皓,李克智,李賀軍,盧錦花,翟言強(西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院,西安710072LIUHao,LIKe2zhi,LIHe2jun,LUJin2hua,ZHAIYan2qiang(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi′an710072,China摘要:通過三點彎曲實驗,并借助XRD,SEM斷口形貌分析,研究了最終熱處理溫度對中間相瀝青基碳/碳復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響,并對其斷裂機制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:隨著最終熱處理溫度的升高,材料的石墨化度增大,層間距d002減小,微晶尺寸Lc增大;材料未經(jīng)熱處理時,纖維與基體間界面結(jié)合較強,抗彎強度較高,彎曲斷口較為平整,具有脆性斷裂特征;隨著熱處理溫度的升高,基體收縮,纖維與基體間