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1、复合型导电高分子材料,主要内容,概述 导电机理 导电填料 聚合物 聚合物形态控制 应用进展,概述,通用塑料导电化,改进方法,扩大导电高分子应用范围,导电无机粒子,亲水/结构型导电高分子,结构型导电高分子,缺点：工艺复杂成本较高,填充复合导电高分子,填充,共混,共混复合导电高分子,导电机理,复合型导电高分子材料的导电方式属于电子传导型。导电填料相互接触形成网链, 从而使其导电。,导电机理,干燥后, 树脂不断收缩, 达到一定程度后, 导电填料相互连接成网链, 使材料显示电性如下图所示。,干燥前, 在树脂中的导电填料处于独立状态, 不相接触, 材料处于绝缘状态如下图所示。,导电机理,导电机理,电阻率
2、-填料 浓度关系,量子力学,渗流理论,隧道理论,宏观,微观,渗流理论,当粒子的含量达到某一特定值时, 复合材料的电阻率剧减。 其变化是相变型的。 可以认为在这一点粒子开始形成链。电导率突变的点被称为渗滤阈值。,隧道效应,根据研究结果建立了导电粒子接触状态的等效电路。,导电填料,碳系导电填料 金属及金属氧化物系填料,聚合物,聚合物作用,基体材料,固定填料,连续相,粘结体,目前, 应用较多的合成树脂有丙烯酸树脂、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂等。 近年来随着聚合物共混及互穿网络技术的发展, 许多性能优良的改性聚合物被应用于复合体系。如丙烯酸-环氧树脂、聚氨酯-环氧树脂、丙烯酸-醇酸树脂体系等。,聚合物
3、,聚合物的选择对导电复合材料的综合性能影响很大。 1、相对分子质量,相对分子质量,复合物骨架强度低,复合物韧性下降,粒子间树脂膜 厚度增加,影响物理性能,影响导电性,过小,过大,聚合物,2、表面张力 3、结晶度 半结晶聚合物用以达到形成导电网络的临界体积分数比无定形聚合物的低得多。,表面张力大,对填料亲和力大,临界体积分数上升,结晶度增大,导电能力增加,聚合物,4、主链柔顺性,刚性大,力学性能降低,严重脆化,形成导电通路,导电性能增强,聚合物形态控制,熔体振动成型,超声振动成型,原位微纤化,对聚合物熔体施加周期性的剪切应力或拉伸应力,在口模端对聚合物熔体施加超声振动场,聚合物共混中施加剪切应力或拉伸应力,聚合物形态控制,使聚合物分子量高度取向,提高分子链活性及改善熔体流变性能,分散相粒子由球状变为纤维状,提高聚合物综合性能,易形成串晶互锁结构，提高力学性能,减小分散相粒子尺寸及粒径分布，降低熔体表观粘度,形成具有增强作用的三维微纤网络结构,应用进展,电子工业,建筑工业,航空军事工业,电波屏蔽器等,建筑表面涂料等,防锈/隐身涂料等,防止电磁污染,电能转换热能,密度小,提高导电性和综合性能,途径,谢 谢,
