LDPE-EVA導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料電性能的研究.pdf

1、泡沫復(fù)合材料具有密度低,質(zhì)輕,比強(qiáng)度高,吸收沖擊載荷能力強(qiáng)、隔熱性能好等優(yōu)異性能,廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家用電器、包裝、交通運(yùn)輸、軍事、航空航天和日常用品等領(lǐng)域。而其體積電阻率一般在1012～1017Ω·cm之間,所以長(zhǎng)期以來(lái)都是作為一種優(yōu)良的電絕緣材料使用,但隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和發(fā)展,特別是電子工業(yè)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)具有導(dǎo)電性能的泡沫復(fù)合材料的需求與日俱增。本研究結(jié)合導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料優(yōu)異的物理特性和導(dǎo)電性能,探索其在各種環(huán)境中功能復(fù)合

2、材料體系結(jié)構(gòu)與電性能的關(guān)系。
　　 本文以低密度聚乙烯(LDPE)和乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)為基體,炭黑(CB)和碳纖維(CF)為導(dǎo)電填料,偶氮二甲酰胺(AC)為發(fā)泡劑,過(guò)氧化二異丙苯(DCP)為交聯(lián)劑,采用熔融共混-模壓發(fā)泡制備LDPE/EVA導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料。研究了LDPE/EVA導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的導(dǎo)電行為,重點(diǎn)考察了電阻率對(duì)壓力和溫度的依賴(lài)性,同時(shí)還考察了LDPE/EVA基體配比、導(dǎo)電填料的含量、發(fā)泡劑的含量和交聯(lián)劑

3、的含量對(duì)導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料電性能的影響。
　　 對(duì)LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的體積電阻率-導(dǎo)電填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系的研究分析表明,導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料呈現(xiàn)出典型的滲流導(dǎo)電行為。研究了LDPE/EVA基體配比、發(fā)泡劑含量和交聯(lián)劑含量對(duì)LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料體系導(dǎo)電性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)LDPE:EVA=70:30,AC=4％,DCP=1％時(shí),制得的LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料具有較好的導(dǎo)電性能和良好的

4、加工性能。
　　 LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料電阻對(duì)壓力具有較強(qiáng)的非線性響應(yīng)。在低壓力作用下,LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料呈現(xiàn)出明顯的電阻負(fù)壓力系數(shù)(NPC)效應(yīng),引用量子隧道導(dǎo)電機(jī)制可以很好地描述LDPE/EVA導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的壓阻行為。
　　 研究LDPE/EVA基體配比、發(fā)泡劑含量和交聯(lián)劑含量對(duì)LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料壓阻行為的影響。結(jié)果表明,當(dāng)LDPE:EVA=70:30,CB

5、=23％,DCP=1％時(shí),體系表現(xiàn)出較強(qiáng)的NPC效應(yīng)。LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料在加載-卸載壓力過(guò)程中,材料具有明顯的電阻滯后行為,滯后性與循環(huán)次數(shù)和炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)密切相關(guān),增加循環(huán)次數(shù)或炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)都可以有效提高材料的壓阻穩(wěn)定性。此外,與高分子材料力學(xué)蠕變相似,在恒定壓力作用下導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的電阻具有時(shí)間依賴(lài)性。
　　 研究了LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料阻-溫關(guān)系。結(jié)果表明,LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫

6、復(fù)合材料具有明顯的正溫度系數(shù)(PTC)效應(yīng),且在滲流閾值附近,材料表現(xiàn)出較強(qiáng)的PTC效應(yīng)。導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的PTC效應(yīng)與基體配比、導(dǎo)電填料含量、發(fā)泡劑含量以及交聯(lián)劑含量密切相關(guān)。由于高分子基體具有蠕變行為,LDPE/EVA/CB導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料的PTC效應(yīng)也具有時(shí)間依賴(lài)性。
　　 炭黑和碳纖維兩種不同類(lèi)型的導(dǎo)電填料加入泡沫復(fù)合材料中,則該泡沫復(fù)合材料具有這兩種導(dǎo)電填料的導(dǎo)電特性。碳纖維具有極高的長(zhǎng)徑比,可以提供遠(yuǎn)程導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),