学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

碳素纤维/聚合物复合材料电性能及PTC行为研究

作　者: 王新雷
导　师: 张国
学　校: 吉林大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 碳纤维 石墨纤维 复合材料 加工条件 PTC/NTC行为 PVDF/UHMWPE 导电EPDM橡胶
分类号: O631.3
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
下　载: 494次
引　用: 4次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本文首次采用石墨纤维(GF)作为导电填料制备了聚合物PTC材料。研究了GF/PVDF、CF/PVDF两个复合体系的PTC/NTC行为。结果表明,GF/PVDF体系具有较小的渗流阈值、稳定的室温电阻率、较大的PTC强度及较高的PTC转变温度。通过实验,我们解释了这两个体系出现不同PTC/NTC效应的原因。国内外许多文献通过γ-射线、电子束等辐照交联的手段消除NTC效应。本文从填料和基体两个方面入手,采用增加复合物粘度的方法来解决NTC问题。分别制备了GF/CF/PVDF、GF/PVDF/UHMWPE两个复合体系。研究表明,对于GF/CF/PVDF体系,GF和CF的混合填充使体系的NTC效应完全消除,同时PTC性能得到了很好的改善。对于GF/PVDF/UHMWPE体系,我们发现少量UHMWPE的加入就能够消除NTC效应;另外,PVDF/UHMWPE的质量比对体系的室温电阻率和PTC效应均产生了显著的影响。我们尝试了以非结晶EPDM橡胶作为基体来开发PTC材料,发现经CF填充,体系全部呈现PTC效应,而经CB填充,体系全部呈现NTC效应。由此,我们首次提出碳系填料的形状是影响EPDM复合体系电阻-温度行为的真正原因。

全文目录


提要  4-8
第一章 绪论  8-47
  1.1 引言  8-9
  1.2 导电聚合物复合材料  9-19
    1.2.1 导电聚合物复合材料的渗流效应  10-15
    1.2.2 导电聚合物复合材料的导电机理  15-19
  1.3 碳纤维/聚合物导电复合材料  19-27
    1.3.1 PAN基碳纤维的结构  19-23
    1.3.2 碳纤维/聚合物的导电机理  23-25
    1.3.3 碳纤维导电复合物的应用及展望  25-27
  1.4 聚合物PTC材料  27-46
    1.4.1 PTC效应机理  27-29
    1.4.2 PTC强度的影响因素  29-36
      1.4.2.1 聚合物基体的影响  29-31
      1.4.2.2 导电填料的影响  31-33
      1.4.2.3 加工工艺的影响  33-34
      1.4.2.4 其他因素的影响  34-36
    1.4.3 PTC转变温度的影响因素  36
    1.4.4 NTC效应的消除  36-42
      1.4.4.1 填料粒子的表面改性处理  37-40
      1.4.4.2 复合物的交联  40-41
      1.4.4.3 增加聚合物基体粘度  41-42
    1.4.5 聚合物PTC材料的应用现状  42-46
      1.4.5.1 电路保护器  43-44
      1.4.5.2 加热器  44-46
  1.5 本论文的研究意义  46-47
第二章 加工条件对GF、CF填充的PVDF复合材料室温电阻率的影响  47-64
  2.1 引言  47-48
  2.2 实验部分  48-51
    2.2.1 实验原料  48-49
    2.2.2 实验仪器  49
    2.2.3 样品制备  49-50
    2.2.4 样品测试与表征  50-51
  2.3 结果与讨论  51-62
    2.3.1 混炼时间的影响  51-56
    2.3.2 转动速度的影响  56-58
    2.3.3 混炼温度的影响  58-60
    2.3.4 模压压力的影响  60-61
    2.3.5 开炼机夹缝宽度的影响  61-62
  2.4 本章小结  62-64
第三章 GF/PVDF和CF/PVDF两个复合体系的PTC/NTC行为  64-80
  3.1 引言  64-65
  3.2 实验部分  65-68
    3.2.1 实验原料  65-66
    3.2.2 实验仪器  66-67
    3.2.3 样品制备  67
    3.2.4 样品测试与表征  67-68
  3.3 结果与讨论  68-78
    3.3.1 GF/PVDF和CF/PVDF复合物的渗流行为  68-70
    3.3.2 GF/PVDF和CF/PVDF复合物的PTC行为  70-75
    3.3.3 GF/PVDF和CF/PVDF复合物的NTC行为  75-77
    3.3.4 GF、CF的混合填充效应  77-78
  3.4 本章小结  78-80
第四章 GF/PVDF/UHMWPE三组分体系的电阻率及PTC/NTC行为  80-95
  4.1 引言  80-81
  4.2 实验部分  81-84
    4.2.1 实验原料  81-82
    4.2.2 实验仪器及设备  82-83
    4.2.3 样品制备  83
    4.2.4 样品测试与表征  83-84
  4.3 结果与讨论  84-94
    4.3.1 PVDF/UHMWPE质量比对电阻率的影响  84-88
    4.3.2 PVDF/UHMWPE质量比对PTC/NTC行为的影响  88-89
    4.3.3 UHMWPE形态的确认  89-92
    4.3.4 GF在PVDF/UHMWPE内分布的SEM观察  92-94
  4.4 本章小结  94-95
第五章 碳纤维填充EPDM橡胶体系的PTC行为  95-113
  5.1 引言  95-96
  5.2 实验部分  96-98
    5.2.1 实验原料  96
    5.2.2 实验仪器  96-97
    5.2.3 样品制备  97
    5.2.4 样品测试与表征  97-98
  5.3 结果与讨论  98-112
    5.3.1 复合物的电阻率-含量关系  98-100
    5.3.2 复合物的电阻-温度行为  100-107
    5.3.3 复合物电阻-温度的重复性  107-108
    5.3.4 电流-电压（I-U）特性测试  108-112
  5.4 本章小结  112-113
第六章 结论  113-116
参考文献  116-131
博士期间发表的论文  131-132
致谢  132-133
中文摘要  133-137
Abstract  137-141

相似论文

  1. 环氧分子在碳纤维表面相互作用的分子模拟研究,TB332
  2. 长纤维增强铝基复合材料的高速弹丸撞击特性研究,TB332
  3. TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的制备及摩擦学性能,TB332
  4. Gr/Al-Mg复合材料抗热震与抗烧蚀性能研究,TB332
  5. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  6. 锂离子电池用多元Sn合金基碳复合材料的研究,TM912.9
  7. 七坐标数控纤维铺放设备的控制系统及铺放头的研制,TG659
  8. 双重/三重响应性复合微球的制备与性能研究,O631.3
  9. 席夫碱配合物的合成、表征及抗菌性能研究,O641.4
  10. 复合材料闭合薄壁梁的模态阻尼预测,TB33
  11. 具有形状记忆合金（SMA）纤维驱动的复合材料箱型薄壁梁的非线性变形,TB33
  12. 碳纤维表面处理及其增强环氧树脂复合材料界面性能研究,TB332
  13. 基于纳米材料修饰的过氧化氢传感器的研究,TP212.2
  14. PLLA/POSS纳米复合材料的制备及其微观结构性能的研究,R318.08
  15. 多功能Fe3O4/ZnO/SiO2纳米复合材料的制备及性能研究,TB383.1
  16. 高填充SSP等材料的PVC基柔性隔声复合材料的研究,TB34
  17. 涂碳纤维导电针织物的传感性能研究,TS186
  18. 芳纶1313织物及其增强硅橡胶复合材料的性能研究,TB332
  19. 红外炉与壁炉用轻质耐火材料的制备与性能,TQ175.1
  20. 双取代负热膨胀材料Zr1-xAlxMoW1-yVyO8及其复合材料的研究,TB34
  21. 表面修饰石墨烯的制备及其对复合材料力学性能的影响,TB332

中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
© 2012 www.xueweilunwen.com