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高分子材料因为其密度小、质量轻、电绝缘性良好被广泛应用于各种领域。但随着科技的发展,期望在导电领域也能采用质量轻、具有一定使用性能的材料来代替密度较大的金属材料,所以导电高分子材料应运而生。而本征型导电高分子因为其刚性太大使其使用性能受到局限,则使得填充型导电高分子的研究备受科研工作者们的重视。为了满足工业上制备简单、成本低的要求,采用熔融共混法将高分子材料与成本较低的导电材料——炭黑进行共混制得导电复合材料。但是炭黑因为其结构易于团聚而需要加大填充量才能满足导电需求,且过多填充因为炭黑在基体内部引起缺陷而影响材料的使用性能,特别是材料的抗冲击强度。所以需要添加一定的增韧剂以确保材料的使用性能。而如果在提高材料韧性的同时,不仅不会降低材料的导电性能而将材料导电性能进一步提升则更为期待。所以考虑利用体积排除效应在提高材料的韧性的同时又进一步提高材料的导电性能。本论文采用高密度聚乙烯(HDPE)为基体,添加纳米碳酸钙作为增韧剂。因为纳米碳酸钙为刚性粒子,炭黑无法进入刚性粒子之中而只能被迫分散在体积被占据了的HDPE基体之中。这样,即可以提高复合材料的抗冲击强度和弹性模量,也进一步提高了材料的导电性能,使得炭黑的填充量得到一定的控制甚至下降。而为了发挥纳米碳酸钙的增韧效果,采用硼铝钛偶联剂处理纳米碳酸钙以提高纳米碳酸钙与HDPE基体的相容性进而提高填料的增韧效果。而有些基体中炭黑的渗流阈值过高,为达到一定的导电效果,炭黑填充料过高,使得材料变得更脆,如丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS基体),为了进一步提高材料的导电性能而不至于损失材料的韧性,考虑将不同维度的导电填料复配,利用协同效应进一步提高材料的导电性能。本论文采用ABS为基体,添加零维导电填料炭黑与一维导电填料不锈钢纤维进行复配进而提高材料的导电性能而不至进一步影响材料的使用性能。本课题主要研究内容分为两个部分:第一部分为HDPE基体增韧导电复合材料的研究;第二部分是ABS基体协同导电复合材料的研究。第一部分:HDPE基体增韧导电复合材料的研究(1)在HDPE基体中添加不同质量分数的CB导电粒子。研究不同CB添加量对材料导电性能及力学性能的影响。结果表明:随着CB添加量的提高,材料的导电性能提高,但材料的冲击强度却随之下降。而CB浓度为9wt%左右时,为CB在HDPE基体的临界浓度(渗流阈值),在渗流阈值附近,CB的浓度的变化对材料的导电性能影响很大。(2)在HDPE基体中添加不同质量分数的3wt%硼铝钛偶联剂处理的纳米CaCO3研究纳米碳酸钙的增韧效果。但并不是随着纳米CaCO3含量的提高,HDPE的抗冲击强度就更高,而是存在着最佳配比,即纳米CaCO3增韧体系的含量占复合材料总质量的25wt%时,增韧效果最好。在固定CB浓度为9wt%,研究不同质量分数下偶联剂处理的纳米CaCO3的复合材料的电学性能和力学性能。随着纳米CaCO3含量的提高,因为体积排除效应,整个复合材料的导电性能随之提高。抗冲击性能呈现先上升后下降的趋势。最佳增韧剂的质量分数与两相复合材料相同,也为25wt%。而且随着纳米CaCO3含量的提高,复合材料的模量也随之提高。在固定偶联剂处理的纳米CaCO3为25wt%,研究不同CB浓度下复合材料的导电性能并与HDPE/CB两相复合材料导电性能相比较,因为体积排除效应,相同CB浓度下,添加纳米CaCO3的复合材料组的导电性能和抗冲击性能较两相复合材料更为优异。为了探究在添加其他成分下,偶联剂占整个增韧体系总质量的3wt%是否仍为最佳,故固定CB浓度为25wt%,纳米CaCO3增韧体系总质量为25wt%,研究不同偶联剂处理量对材料抗冲击性能的影响。结果表明:硼铝钛偶联剂仍为占整个增韧体系质量的3wt%时,增韧效果最好。第二部分:ABS基协同导电复合材料的研究(3)在ABS基体中添加不同质量分数的CB导电粒子,制备ABS/CB复合材料。结果表明:随着CB填充量的提高,ABS复合材料的导电性能上升,力学性能下降。在ABS基体中添加不同质量的不锈钢纤维(SSF),制备ABS/SSF复合材料。结果表明:随着SSF填充量的提高,ABS复合材料的导电性能上升,力学性能下降。(4)分别固定炭黑的质量分数为15wt%和20wt%,在ABS基体中添加不同质量的SSF填料,制备ABS/CB/SSF复合材料。结果表明:在固定炭黑的前提下继续添加SSF导电填料,杂化复合材料的导电率更高,达到1.0E+01级别,不仅满足导电要求,更满足企业要求的电磁屏蔽下的导电率。