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偶联剂对正温度系数高分子材料性能的影响

来源:中国气体设备网发布日期:2017-10-19

  以聚合物材料为基体加入导电炭黑形成的复合材料呈现电阻正温度系数(PTC)的现象是Fryd- man在1945年首先发现的。近几年来,高分子PTC材料广泛用于制备自控温加热电缆及过电流保护器件以及其他感温器件等。然而,PTC导电材料及器件在使用过程中存在电阻的负温度系数(NTC)效应,电阻稳定性差,因而严重地妨碍着它的推广使用。

  本文通过使用不同的偶联剂对炭黑进行表面处理,寻找对炭黑有较好分散效果的偶联剂,使炭黑分散均匀,有较高的PTC强度和较小的NTC强度,从而改善高分子PTC材料的性能。另外,研究了辐照交联对PTC材料性能的影响。

  1实验部分1.1原料基本体系为高密度聚乙烯/炭黑(HDPE/CB)。其中,HDPE的熔融指数MI为0.90g/10min,密度为0.954g/cm3;炭黑为乙炔炭黑,粒径为35~宄中心,教授,博士生导师。

  基金项目:陕西省自然科学基金资助项目(98C21)。

  45nm;DBP吸油值为4.40cm3/g,比表面积为800m2/g;偶联剂12、3和润滑剂硬脂酸锌均为工业品,12是钛酸酯类偶联剂,3是有机硅类偶联剂。

  1.2样品制备按比例称取一定量的HDPE树脂、炭黑及其他助剂,在一定温度下,在双辊开炼机上进行混炼,混炼均匀后,放入特制的模具中,在平板硫化机上加热压制成型,制得带有两根平行镀锡铜绞线的平板状试样,两根铜线间的距离为8. 0mm,试样厚度为1mm,长度根据需要剪取。

  液,分别与100g炭黑混合,球磨4h,去除溶剂并烘干,与HDPE混合制成样品,标示为12、3用2g硬脂酸锌与未经偶联剂处理的100g炭黑一起,和HDPE开炼共混,制得的样品标示为4对样品采用200kGyCo-Y辐照交联,制成交联试样。

  1.3样品测试将所制试样置于烘箱中,以试样中的两根导线作为电极,用耐高温导线引出烘箱。测试时,每个温度点稳定20min电阻小于2X107n时,用数字万用表测量;电阻大于2X 107n时,用ZC36超高阻计测量,测量结果换算成体积电阻率。

  为了表征PTC效应,通常将体积电阻率P与温度T关系曲线上的体积电阻率峰值Pmax与室温(25 C)体积电阻率P25的比