论文部分内容阅读
塑料一般都具有良好的绝缘性能,并因此在很多领域得到了广泛应用,例如电线电缆、电子电气等。但是随着社会的发展和科技的进步,在某些领域塑料的绝缘性能反而变成了不利因素,于是人们开始研究如何改善塑料的导电性能。目前主要有两种方法,一种是改进分子结构,即制备结构型导电塑料,另一种是与可导电的填料复合,即制备复合型导电塑料。目前生产纤维复合型导电塑料的工艺主要为双螺杆反应挤出工艺,纤维在该工艺过程中受到很强的剪切作用,导致纤维长度过短,添加量高,而且纤维对设备磨损严重。国外已经有企业采用电缆包覆工艺生产导电塑料,该工艺可最大限度保持纤维的长径比,制备的导电塑料各项性能优异,但国内尚没有突破这一工艺的技术瓶颈。本研究打破了国外对我国的技术垄断,采用电缆包覆工艺成功制备了不锈钢纤维/聚碳酸酯/丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(SSF/PC/ABS)、碳纤维/尼龙6(CF/PA6)和镀镍碳纤维/PC/ABS(NCF/PC/ABS)三种复合型导电塑料,并分别对其显微结构、导电性能、力学性能和屏蔽性能等进行了对比分析,结果如下:(1)先对三种导电纤维分别进行预处理,然后再制备导电塑料,可使纤维在树脂基体中均匀分散,否则纤维易出现团聚现象。采用电缆包覆工艺制备的导电塑料,各方面性能均高于采用反应挤出工艺所制备的样品。(2)随着纤维含量(本文中所提到含量如无特殊说明均指质量含量)的提高,三种材料的导电性能都逐渐提高。其中NCF/PC/ABS的体积电阻率最低可达到10-2Ω·cm。CF/PA6的导电性能最差,只有100Ω·cm,由此也可看出CF镀镍后可大幅度提高其导电性。(3)CF对材料的增强效果最好,CF/PA6的拉伸强度最高可达247MPa,弯曲强度可到299MPa,而SSF对材料的增强效果最小。三种纤维的加入都会大幅度降低材料的断裂伸长率。另外,阻燃剂的加入会对材料的力学性能产生影响,但不会影响其体积电阻率。(4)NCF/PC/ABS的屏蔽效能可达到7090dB,能够满足航空航天和军用要求;SSF/PC/ABS的屏蔽效能也可达到3065dB,足够在一般电子电器设备上使用。(5)分别将三种材料与国外同类产品的各项性能进行了测试对比发现,三种材料的各项性能指标均已达到甚至超过了国外同类产品。