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竹炭是一种多孔性生物炭材料,具有一定的导电性能,可应用于防静电、屏蔽等方面。本文以竹炭为主要原材料,聚丙烯为基体通过熔融共混、注塑成型的方法制备BC/PP复合材料,采用数字绝缘电阻仪、四探针电阻仪、电磁屏蔽仪、万能试验机、扫描电子显微镜、差式扫描量热仪等仪器,探究竹炭含量、竹炭粒径、添加碳纤维、多壁碳纳米管、多层石墨烯三种导电剂以及添加碳纤维/多壁碳纳米管、多层石墨烯/多壁碳纳米管两种复合导电剂这四个方面对BC/PP复合材料的体积电阻率、电磁屏蔽性能、力学性能、热学性能等方面进行分析。其主要结果如下:(1)竹炭添加量对BC/PP复合材料的性能影响。研究发现竹炭的加入可显著地降低复合材料的体积电阻率,尤其竹炭添加量大于30%后,体积电阻率的下降趋势尤为明显,当含量为60%时,体积电阻率达到最低为1.928×108Ω·cm。电磁屏蔽性能在30～1000 MHz的频率范围内,也随着竹炭含量的增长有所增强,但效果并不十分明显。在力学性能上,少量的竹炭添加也可以提高复合材料的性能,以10%为界点,之后随着含量的增长,力学性能逐渐下滑。除此之外,竹炭的引入也可以提高复合材料的热学性能,竹炭含量越多热学效果越好。根据以上试验数据分析,竹炭添加量为50%,BC/PP复合材料既满足使用需求又具备较优异的导电性能。(2)竹炭粒径(60～200目)对BC/PP复合材料的性能影响研究。发现不同粒径对BC/PP复合材料的体积电阻率、电磁屏蔽性能、力学性能等均有一定的影响。经结果发现,粒径在200目时,BC/PP复合材料的体积电阻率、电磁屏蔽效能、力学性能、热学性能都达到最佳。(3)添加ao-CF、p-f-MWCNTs、s-MLG三种导电剂对BC/PP复合材料的性能影响研究。发现三种导电剂经处理后均具有良好的分散作用,加入到BC/PP中可以极大降低复合材料的体积电阻率,其中p-f-MWCNTs/BC/PP复合材料的体积电阻率在相同导电剂含量下数值最小,导电性能最优,电磁屏蔽性能也得出相应的结果。导电剂的添加对三种复合材料的静态、动态力学性能均有一定的提高,相比下ao-CF/BC/PP复合材料的性能更为优异。对于热学性能,三种复合材料中s-MLG/BC/PP复合材料的性能最为理想。但经综合分析,p-f-MWCNTs含量为3%时,p-f-MWCNTs/BC/PP复合材料既具有优异的导电性能,同时又满足力学性能等方面的要求。(4)添加ao-CF/p-f-MWCNTs、s-MLG/p-f-MWCNTs两种混合导电剂分别对BC/PP复合材料的性能影响。结果发现两种导电剂混合添加仍能降低复合材料的体积电阻率,其中s-MLG/p-f-MWCNTs/BC/PP复合材料的体积电阻率无论在任何含量下均远远低于ao-CF/p-f-MWCNTs/BC/PP复合材料的电阻率。在电磁屏蔽性能方面,ao-CF/p-f-MWCNTs/BC/PP复合材料的屏蔽效果也相对较好。在静态力学方面,ao-CF/p-f-MWCNTs/BC/PP 复合材料和 s-MLG/p-f-MWCNTs/BC/PP 复合材料的强度相差不大,微量的ao-CF、s-MLG引入均可以提高两种复合材料的力学性能。对于动态力学性能和热学性能,复合导电剂的添加既可以改善复合材料的刚性和硬度,同时也增强复合材料的热学性能。