聚乙烯基石墨復(fù)合材料的電性能及其外場響應(yīng)行為的研究.pdf

1、V654302四川大學(xué)碩士學(xué)位論文聚乙烯基石墨復(fù)合材料的電性能及其外場響應(yīng)行為的研究材料加工工程專業(yè)研究生:左敏指導(dǎo)教師:沈經(jīng)緯教授本論文以研究高分子導(dǎo)電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)及其導(dǎo)電性能的外場響應(yīng)行為為目的，以聚乙烯(PE)為基體，馬來酸f接枝聚乙烯(gPE)為插層劑，膨脹石墨(EG)為導(dǎo)電填料，分別采用溶液插層(Si)法、直接熔體混合(DMM)法、兩者相結(jié)合的熔體母料混合(MMM)法以及擠出一模壓(EC)法制備了PEgPEEG導(dǎo)電復(fù)合材

2、料(gPEEG=6040ww)。對MMM法制備復(fù)合材料的加工條件進行了優(yōu)化(簡稱優(yōu)化KC法)，通過與未優(yōu)化KC法及EC法制備的復(fù)合材料性能的對比，借助SEM和OM等手段，研究了復(fù)合材料的加工一結(jié)構(gòu)一性能關(guān)系:研究了Si法和DMM法制備的復(fù)合材料電性能對溫度、壓力及電場強度的依賴性，探討了復(fù)合材料的導(dǎo)電機理，得到了以下主要研究成果:(I)優(yōu)化KC.EC和未優(yōu)化KC法制備的復(fù)合材料的逾滲閩值(C.c)分別是6.15%7.63%和10.42%

3、，不同路線或條件制得復(fù)合材料的導(dǎo)電性高低有優(yōu)化KC法》EC法未優(yōu)化KC法的關(guān)系，而拉伸強度的關(guān)系與之相反以SEM和OM對復(fù)合材料的形態(tài)研究表明，優(yōu)化KC法復(fù)合材料中EG破碎程度較小，因而粒子內(nèi)部EG一聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)的規(guī)整性較高，而EC法復(fù)合材料和未優(yōu)化KC法復(fù)合材料中，擠出或捏合時EG粒子的破碎程度增大，導(dǎo)致EG粒子內(nèi)部EG一聚合物復(fù)合結(jié)構(gòu)的規(guī)整性降低。隨捏合時間延長，材料中EG粒子尺寸、形狀比和占有體積明顯減小。(2)SI法和DMM法

4、復(fù)合材料在形態(tài)上的差異導(dǎo)致了其PTC行為上的差異。兩種復(fù)合材料的PTC強度都隨EG含量的增加而降低，在Cw15%時，Si和DMM制備的復(fù)合材料的PTC強度分別是1.10和3.22，后者幾乎是前者的三倍。四川大學(xué)碩士學(xué)位論文StudyontheConductivePropertyandResponsetoExternalFieldofPolyethylenebasedCompositesFilledwithGraphiteMajor:Ma

5、terialProcessingEngineeringPostgraduate:ZuoMinSupervisor:ProfShenInatempttoinvestigatethestructuralmorphologyandresponsetoexternalfieldofelectricallyconductivecompositeswithhighdensitypolyethylene(HDPE)servedasthematrixm

6、aleicanhydridegraftedpolyethylene(gPE)servedasintercalantandexpandedgraphite(EG)servedasconductivefillerpreparedHDPEgPEEGelectricallyconductivecompositesviasolutionintercalation(SI)directmeltmixing(DMM)masterbatchmeltmix

7、ing(DMM)andextrusioncompressingmoulding(EC)methods.TheprocessingconditionsofcompositespreparedviaMMMmethodwereoptimizedwhichwasnamedoptimizedKC.Therelationshipbetweenprocessingstructureandpropertieswasstudiedbymeansofele

8、ctricalconductivity(o)andtensilestrength(o，)measurementsandSEMOMobservations.TemperaturepressureandelectricalfielddependenceofelectricalpropertyandelectricallyconductivemechanismofcompositespreparedviaS1andDMMmethodswere

9、studied.Themainoutcomesareobtainedasfollows:(1)Thepercolationthresholdvalue(C)ofcompositespreparedbyoptimizedKCECandnonoptimizedKCwere6.15%7.63%and10.42%respectively.TheelectricalpropertyofcompositespreparedviaoptimizedK

10、CwassuperiorpreparedviaECtookthesecondplaceanpreparedvianonoptimizedKCwassenior.Thesequenceoftensilestrengthwascontrarytothatofelectricalproperty.TheresultofSEMandOMobservationsshowedthattheweakertheshearactionexertedtot