新型微納疊層導(dǎo)電復(fù)合材料制備裝置及其性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的要求也越來越高。以往塑料工業(yè)的發(fā)展主要依賴于絕緣產(chǎn)品的研究和應(yīng)用，隨著科學(xué)家們對(duì)半導(dǎo)體、導(dǎo)體甚至超導(dǎo)體的探索及各行業(yè)對(duì)導(dǎo)電塑料應(yīng)用需求的增大，導(dǎo)電塑料生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展日新月異。微層共擠出技術(shù)最早由美國科學(xué)家于上世紀(jì)60年代末提出，作為一種先進(jìn)的成型技術(shù)，可將兩種或多種不同聚合物加工成具有成百上千層交替結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該技術(shù)正逐漸由科學(xué)研究階段向工業(yè)應(yīng)用階段過渡。本文以微層共擠出技術(shù)為基礎(chǔ)，主

2、要對(duì)交替多層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的導(dǎo)電性進(jìn)行了研究。
　　 1、本文對(duì)導(dǎo)電塑料不同的制備方法進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)各種導(dǎo)電理論進(jìn)行了綜述;對(duì)微層共擠出技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀進(jìn)行了概括，并著重描述微層共擠出技術(shù)的原理;提出了一種全新的微層共擠出技術(shù)。
　　 2、設(shè)計(jì)了微層共擠出技術(shù)的核心設(shè)備-層疊器，并對(duì)其結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了詳細(xì)的描述，針對(duì)層疊器的分層效果進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與搭接式層倍增模具相比，無論是分層效果還是分層效率，層疊器都有

3、明顯優(yōu)勢(shì);層疊器可使復(fù)合材料的層數(shù)呈22n+1提高，且微層分布均勻，可通過螺桿轉(zhuǎn)速及口模厚度調(diào)節(jié)。
　　 3、采用實(shí)驗(yàn)室自制的微層共擠實(shí)驗(yàn)設(shè)備，主要研究了不同聚合物/導(dǎo)電填料體系的導(dǎo)電性能，并與傳統(tǒng)加工工藝進(jìn)行了對(duì)比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，交替結(jié)構(gòu)導(dǎo)電復(fù)合材料可通過雙逾滲行為極大降低逾滲閾值，可降低成本;層數(shù)的增多會(huì)對(duì)填料在聚合物基體中的分散狀態(tài)產(chǎn)生變化，進(jìn)而對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電效果產(chǎn)生不利影響;微層結(jié)構(gòu)對(duì)炭黑(CB)及不銹鋼纖維(SSF)

4、兩種填料在PP基體中形態(tài)的影響不同，前者主要體現(xiàn)在對(duì)CB團(tuán)聚體及鏈狀結(jié)構(gòu)的破壞，后者主要體現(xiàn)在對(duì)SSF在基體中的取向影響，從而導(dǎo)致導(dǎo)電各向異性。
　　 4、層疊器流道由四個(gè)分流道組成，流程差導(dǎo)致聚合物熔體在其中的流動(dòng)并不均勻，采用ANSYS軟件對(duì)已有層疊器流道結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)保持其他結(jié)構(gòu)尺寸不變，只改變上下兩分流道的入口尺寸即可;另外針對(duì)已有帶阻尼塊成型口模對(duì)微層結(jié)構(gòu)的破壞作用，建議采用T型口模，并通過模擬分析得到理想的口模結(jié)