超導(dǎo)電炭黑填充硅橡膠的制備與性能.pdf

1、導(dǎo)電高分子材料通常可分為結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩大類。復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料不僅保留了通常高分子材料的機(jī)械和力學(xué)性能，而且具有易成型、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用較廣，已廣泛應(yīng)用于電子、材料、化工、航空航天等領(lǐng)域。 導(dǎo)電硅橡膠就是復(fù)合型導(dǎo)電高分子材料的一種。硅橡膠是含有硅氧鍵(Si-O)的線型高分子彈性體，與天然橡膠及其它合成有機(jī)橡膠相比，硅橡膠具有很高的熱穩(wěn)定性，較好的脫模性能，并具有優(yōu)異的耐臭氧老化、氧老化、光老化和天候老化的性能。還因?yàn)?/p>

2、硅橡膠的生膠粘度低，與炭黑的親合力小，因此具有在保存中電阻變化小、混煉后電阻增加少、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為用量最大的導(dǎo)電橡膠。 炭黑作為高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電性填料，具有資源豐富、成本低、密度小、加工方便且性能穩(wěn)定，在高分子材料中易分散，通過選擇不同的品種、填充量及加工方法，可在一定范圍內(nèi)獲得不同導(dǎo)電性，并且具有導(dǎo)電性能持久穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，成為高分子材料主要的導(dǎo)電性填料，得到較為廣泛的應(yīng)用。通常情況下，炭黑的吸油值越大，氫含量、

3、氧含量、揮發(fā)分、灰分和水分越低，其導(dǎo)電性越好。 導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理比較復(fù)雜，自從導(dǎo)電高分子復(fù)合材料出現(xiàn)后，人們對(duì)其導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行了廣泛的研究，目前存在多種說法。歸納起來，主要有以下三種觀點(diǎn)：一是宏觀的滲流理論，即“導(dǎo)電通道”學(xué)說，二是微觀的量子力學(xué)的“電子隧穿”，三是微觀量子力學(xué)的“電場(chǎng)發(fā)射學(xué)說”。 炭黑填充的導(dǎo)電硅橡膠的電性能受到許多國(guó)素的影響。硫化劑過量時(shí)，導(dǎo)電性反而下降；不同的炭黑，在填充量相同時(shí)表現(xiàn)出不同

4、的導(dǎo)電性；當(dāng)白炭黑與炭黑并用時(shí)，導(dǎo)電性出現(xiàn)一定程度的下降；熱處理對(duì)兩種不同的導(dǎo)電機(jī)制的導(dǎo)電硅橡膠的電性能的影響是不同的，形成了接觸導(dǎo)電時(shí)，熱處理使導(dǎo)電硅橡膠的體積電阻率略有下降，“電子隧穿”占主導(dǎo)地位的導(dǎo)電機(jī)制時(shí)，熱處理使導(dǎo)電硅橡膠的體積電阻率變大；混煉時(shí)間的影響因不同炭黑種類而有所不同，結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)時(shí)，受到長(zhǎng)時(shí)間剪切的破壞后，電阻值上升較快，結(jié)構(gòu)不發(fā)達(dá)時(shí)，受時(shí)間影響就較小。 為了得到具有良好導(dǎo)電性能，又有較好加工性能的導(dǎo)電硅橡膠，

5、通過炭黑并用制備了導(dǎo)電硅橡膠，研究了填料并用對(duì)導(dǎo)電硅橡膠電性能及力學(xué)性能的影響。 通過在單一聚合物硅橡膠中填充不同粒徑的導(dǎo)電炭黑進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)了不同于單一導(dǎo)電填料填充的兩相體系的滲濾規(guī)律，即出現(xiàn)二次滲濾現(xiàn)象。根據(jù)導(dǎo)電機(jī)理解釋了二次滲濾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。 BP2000超導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電性能好，加入少量BP2000超導(dǎo)電炭黑就能顯著提高材料的導(dǎo)電性能，但炭黑加入到硅橡膠中，對(duì)硅橡膠的力學(xué)性能和加工性能有著顯著的影響。通過對(duì)其進(jìn)行化