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1、利用逾渗理论分析混合纤维的导通性能 课程名称：高分子合成工艺学号：141310060013姓名：李阳目 录中文摘要.2Abstract.3第 1 章 前言.41.1 研究的目的和意义.41.2 逾渗理论的研究及应用.51.2.1 逾渗理论的定义.51.2.2 逾渗理论相关概念.71.2.3 影响逾渗阈值的主要因素.111.3 导电高分子复合材料研究简介.141.3.1 逾渗理论在导电高分子研究中的应用.141.3.2 导电高分子复合材料的定义.161.3.3 导电高分子复合材料导电机理.17第 2 章 实验材料与方法.192.1 实验材料.192.2 导电性添加剂导电表面处理.192.3 纺丝
2、成型.202.4 牵伸后处理.20第 3 章 实验结果与讨论.213.1 体积电阻率测试.21第 4 章 结论.22参考文献.23利用逾渗理论分析混合纤维的导通性能 摘要逾渗现象是导电高分子复合材料( CPC )材料最重要的物理现象之一。其表现为当导电填料含量增至某一临界值时，体系的电阻率急剧降低，电阻率 导电粒子含量曲线上出现一个狭窄的突变区域，该突变临界值通常被称 CPC 材料的逾渗阈值。只有当导电填料含量超过逾渗阈值时，体系才能实现导电功能。CPC 材料一般通过密炼、开炼或单、双螺杆挤出熔融共混获得， 利用这些方法所制得的复合材料的导电逾渗值通常在 5 20vol%之间。但如此高含量填料
3、会导致复合物较差的机械性能和较差的加工流动性，以及较高的成本( 因为导电填料一般比基体树脂贵)。因此，在保证良好导电功能的前提下，降低体系导电逾渗阈值，获得具有良好力学性能和加工性能的复合材料是近年来 CPC 理论和应用研究的重点和热点。目前，已发展了多种降低 CPC 导电逾渗值的物理和化学方法。本文研究的主要内容是利用逾渗理论这一工具来确定混合导电纤维中导电填料的最低导电逾渗阈值，通过连续改变两种不同类型炭黑在聚丙烯中的含量寻求电阻率发生突变的点，并讨论炭黑的种类对逾渗阈值的影响，同时利用扫描电镜对复合材料的微观形态进行了分析。希望在低附加值的基础上，改善纤维的导电性，提高其在生产和生活中的
4、应用广度。关键词：关键词：逾渗理论；复合导电纤维；逾渗阈值；炭黑The conductive percolation theory research of hybrid fiberAbstractThe percolation phenomenon is one of the most important physical phenomena of CPC material. Its performance is as conductive filler content reached a critical value， the resistivity of the system decrea
5、ses sharply， resistivity curve conductor content appeared on a narrow mutation， the mutation threshold percolation value domain is usually referred to as CPC materials. Only when the conductive filler content over the percolation threshold， system can realize the conductive function. CPC material is
6、 usually obtained by melt blending mixer， mixing or single， twin screw extruder， the composite which is made by these methods has a conductive percolation value ranging between5and20vol%. However， such a high filler content will lead composite to poor processing fluidity and mechanical properties ，a
7、nd high cost (conductive filler is more expensive than the matrix resin ). Therefore， the premise in the good conductive function， reduce the systems percolation value， obtaining composite material which has good mechanical properties and processing is the researchs focus in the theory and the appli
8、cation of CPC in recent years. At present，we has developed a variety of physical and chemical methods to decrease CPC s percolation value . This paper focuses on the composite conductive fiber which using carbon black as conductive medium and poly propylene as the matrix polymer. Its aim is based on
9、 low added value， improving the conductivity of fiber and its application scope in production and daily life.Key Words: percolation theory; composite conductive fiber; percolation threshold; carbon black第 1 章 前言1.1 研究的目的和意义静电与电流比较起来，是指电荷宏观上暂时处于稳定状态。通常正、负电荷数量相等时，物体对外不呈带电状态，但这并不意味着物体各个部分不存在电荷。当物体经摩擦、接
10、触等机械操作时，电荷就会通过接触面移动，在一个物体上造成正电荷过剩，在另一个物体上造成负电荷过剩，并在界面上形成双电荷层，而两物体之外的空间并不呈静电现象。但当在此接触面上施加任何机械作用而使两个物体分离时，则在各个物体上分别产生静电，并在外部形成静电场。这些静电荷的积聚可能造成很大的危害，在工业生产中，织物或者衣物产生的静电可引起电击，虽然能量比较小，但也会产生干扰，如吸附灰尘，甚至会导致严重的后果，例如在像石油化工这种易燃易爆场合，静电火花可能引起爆炸事故；在电子行业，静电导致电子元件受损，质量下降，甚至报废；人们的健康也深受其害，据分析，静电轻则使人感觉不适、刺痛，重则可导致人们的色素沉
11、着，引发心血管疾病。为了解决这些问题，人们研究出各种不同类型的导电纤维。所谓导电纤维通常是指在标准状态下（20，65相对湿度）体积电阻率小于 108 cm 的纤维，它们基本上是以电子导电为机理，通过电子传导和电晕放电来消除静电的功能纤维。导电纤维的导电性能比抗静电纤维的要高，能将产生的静电泄露和分散掉，防止静电的局部聚集。而且，导电纤维还具有很强的电晕放电能力，能起到向大气放掉静电的作用，电晕放电能力受导电纤维形状的影响，导电纤维的纤度越细，表面越粗糙或有突出处，越容易电晕放电。外界电压越高，电晕放电越容易。这种电晕放电是一种极微弱的放电现象，不会发生危险，它分为导电纤维接地时放电和导电纤维不接地时放电两种情况1。
