热塑性弹性体/炭黑导电复合材料结构与性能的研究文献综述

 2023-05-30 00:05:38

文献综述

文 献 综 述1.概述随着科技的发展,高分子材料突破传统的绝缘性能限制,实现了许多有关导电领域的应用,如抗静电、电热材料、电路保护元件、电磁波屏蔽和传感器等领域。

这类导电高分子材料通常是将导电性物质均匀混入至高分子基体中以实现复合导电,其兼具聚合物的易加工优势和填料的导电性能,吸引了能源、电器设备及热控等行业的研究兴趣。

热塑性弹性体是一种重要的聚合物,它结合了橡胶的机械性能(无需硫化过程)和热塑性塑料的可加工性和课回收性,苯乙烯类嵌段共聚物型热塑性弹性体是最早研究的热塑性弹性体,主要包括SBS、SEBS、SIS等,是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体[1]。

SBS作为一种热塑性弹性体材料,因其微相分离成软硬区域而闻名由于导电性能不好,SBS优异的机械性能如高形变和初始模量等,取决于苯乙烯/丁二烯比和共聚物结构,并且该共聚物有两个玻璃化转变温度(聚丁烯约为-80 ℃,聚苯乙烯约为80 ℃),因而具有良好的热稳定性。

此外,将导电填料通过熔融共混加入到SBS中赋予其一定的导电性,制备得到导电复合材料。

而聚丙烯(PP)是典型的刚性聚丙烯类聚合物,并且作为半结晶性聚合物,其填料分布和力学性能方面都与SBS有很大的差别,所添加的导电填料粒子主要分布在其非晶区范围,则材料的结晶度越大,由于体积排除效应,非晶区体积就越小,导电填料的浓度相对就越高,即更易形成导电网络,实现导电通路。

热塑性塑料如聚丙烯(PP)常常用于改性弹性体, PP加工性能良好[2],采用PP改性SBS为基体,一方面可以降低弹性体的熔融粘度,有利于加工,另一方面还可以有效改善弹性体系的力学性能。

导电填料:指在基体材料中加入导电填料,导电填料包括碳系材料、金属系材料、金属氧化物系材料等[3]。

具有导电特性的无机纳米非金属材料相对较少,目前研究最多的包括炭黑(CB)、碳纳米管(CNTs)、纳米石墨等碳系填料[4]。

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