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作为尼龙材料最主要产品之一——尼龙6(PA6),自上世纪30年代被发明以来,可通过挤出、注塑、纺丝等工艺加工成多种规格的产品,在建材、纺织、汽车等领域具有广泛的应用。随着经济的高速发展,尼龙6制品的应用范围被逐渐拓展,成为以塑代木、以塑代钢、以塑代瓷的重要材料之一。但纯尼龙6缺乏功能性,难以满足一些特定领域的性能要求,这不利于尼龙6制品的发展和推广。鉴于此,本文通过在尼龙6中添加二氧化钛(Ti O2)制备高介电常数的电介质复合材料;为满足感光鼓用阻挡层材料湿热环境下电阻稳定性的要求,将复合材料与两种非极性热塑性树脂共混,研究了不同树脂对尼龙6复合材料介电性能及电阻率湿热稳定性的影响;同时,研究了碳系填料和低熔点有机材料对尼龙6复合材料的正温度系数效应(PTC效应)和居里温度(Tc)的影响。首先采用介电填料Ti O2、氧化铝(Al2O3)、不同比表面积的二氧化硅(Si O2-HL150、Si O2-HL200)制备了四种尼龙6复合材料,与其他三种介电填料相比,PA6/Ti O2复合材料具有较高的介电常数和较低的介电损耗。系统研究了Ti O2含量对PA6/Ti O2复合材料的介电性能、吸水性能、电阻率稳定性和微观形貌的影响,结果表明,随着Ti O2用量的增加,尼龙6复合材料的拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量有所提高,而冲击韧性几乎保持不变;复合材料的介电常数随着Ti O2含量的增加出现明显的上升,介电损耗则出现明显的下降;Ti O2的引入在一定程度上降低了尼龙6复合材料的吸水性,相较于纯尼龙6,含量为20wt%的复合材料在5小时浸泡后吸水率下降了1.07wt%,但随着浸泡时间的延长,材料的电阻率大幅下降,电阻率稳定性较差,当浸泡5小时后PA6/Ti O2复合材料电阻率为2.1×1010Ω·cm。由于Ti-O键和酰胺基团的相互作用,有利于二氧化钛和尼龙6产生界面极化,Ti O2在复合材料中分散均匀,从而提高复合材料的介电常数,以PA6/Ti O2复合材料作为电荷阻挡层,在感光鼓充电时可被极化,能有效保持感光鼓表面的电位差。由于分子链中存在极性较强的酰胺键,尼龙6制品的吸水性较为严重,尤其作为电介质材料用于打印机中的感光鼓时,容易受潮湿环境影响导致复合材料电阻率不稳定,打印制品质量下降。为了解决这种问题,本论文将PA6分别与高密度聚乙烯(HDPE)和聚苯乙烯(PS)熔融共混,并加入二氧化钛为介电填料,制备了PA6/HDPE/Ti O2和PA6/PS/Ti O2两类电介质复合材料。研究结果发现,加入HDPE后复合材料的电阻率湿热稳定性高于PS体系,且介电常数在交变电场中较为稳定;随着HDPE用量上升,尼龙6复合材料的电阻率变化不大,维持在3.7×1014Ω·cm,但材料的吸水率明显下降,HDPE为20wt%时其浸泡5小时后的吸水率下降至1.49wt%,相比于没加HDPE的PA6复合材料(3.29wt%)下降了1.8wt%,电阻率稳定性显著提高;但材料的拉伸强度和韧性有所下降,为此加入大分子相容剂改善复合材料的界面相容性,系统研究了相容剂种类对PA6复合材料的力学性能及湿热环境下电阻率稳定性的影响,三种相容剂乙烯-辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)、乙烯-醋酸乙烯共聚物接枝马来酸酐(EVA-g-MAH)、高密度聚乙烯接枝马来酸酐(HDPE-g-MAH)可有效改善复合材料的界面相容性,材料的冲击韧性得到大幅提高,较未加的从8.2 KJ/m2提高到91.7KJ/m2,拉伸强度基本保持不变;加入相容剂后材料的电阻率变化不大,但吸水率下降,电阻率稳定性提高,其中加入EVA-g-MAH的复合材料介电常数最高,而加有POE-g-MAH的复合材料介电损耗最高。分别以石墨、炭黑以及石墨/炭黑(配比为1:1)为填料与PA6熔融共混,制备了PA6/石墨、PA6/炭黑和PA6/石墨/炭黑三种导电复合材料,研究了不同填料及其用量对PA6复合材料PTC效应、介电性能、室温下导电性能以及微观形貌的影响。结果发现,当加入复配填料石墨/炭黑时,PA6复合材料的逾渗阈值为10 wt%,与石墨或炭黑单独做为填料时相比下降约10%;复配填料体系的PTC强度也比单一填料的PA6复合材料高,当填料含量为30 wt%时为3.26。填料的种类及其用量对居里温度几乎没有影响,复合材料的居里温度约为209.2℃。加入石墨/炭黑的复合材料具有较高的介电常数,而加入石墨的复合材料具有较高的介电损耗;此外,随填料含量的上升,填料间接触增加,导电网络趋于完善。在PA6导电复合材料中分别引入了PE蜡、POE-g-MAH、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)三种低熔点有机材料,研究了低熔点有机材料种类对PA6复合材料的PTC效应和居里温度的影响,结果表明,加入EVA的复合材料居里温度为182.3℃,PTC强度为1.5;加入低含量PE蜡时,复合材料居里温度为140.0℃,PTC强度为1.45,但PE蜡含量较高时容易渗出,不利于加工。低熔点有机物的用量对居里温度几乎没有影响,其PTC强度随着低熔点有机材料加入而下降。