一般研究以为,导电炭黑可用导电能带、地道效应来解释,在炭黑填充聚合物当中,电传导是沿着相接触的粒子或被分离成很小的间隙进行。
炭黑的结构性是以炭黑粒子间聚成链状或葡萄状的程度来表示的。
加工工艺也是影响导电机能的重要因素,主要包括:混炼前提、聚合物粘度、成型方法、热处理及存放熟化等。在低含量炭黑的情况下,这种影响也不显著,但在临界含量时,因为剪切对少量链接成通路的炭黑***严峻,这时影响就十分敏感,而高含量时,因为链接作用的炭黑将会良多,在遭受链式***时,又会形成新的链式结构,这时受混炼前提影响又重新减弱。内部会萃均匀间隔受良多参数影响,包括浓度、结构、会萃体的大小和形态、尺寸分布、混合效果、温度等。当剪切力的下降幅度大于内聚力的下降幅度时,炭黑就不能平均分散,导电机能较差。
这种混炼影响不同炭黑种类、含量及不同基体时有所不同,结构发达的***炭黑易受长时间剪切的***,因而电阻值上升较快,而结构不发达的烯酮EC炭黑受时间影响就较小。而新型导电炭黑的研究开发也惹人注目,用高温裂解法从石油和焦油中制得的导电炭黑,其比表面积大,孔隙率高,将其填充到低密度聚乙烯中,可使复合材料电阻率降低,而力学机能基本不变。此外将炭黑与陶土、滑石粉等物质并用,也可以进步改性效果。
跟着炭黑填充量的增加,电阻值降低。
混炼前提影响导电性的研究有良多,国学家通过调节混炼时间分别测定对应的电阻值、力学机能及分散性结果表明,电阻值跟着混炼时间增加急速下降,达到一个较低值后,又逆向升高。
尽管炭黑填充导电塑料的研究已有很大进展,但一些影响因素的试验数据还很缺乏。如一些热裂法和槽法出产的炭黑除了结构性很差外,槽法炭黑表面还带有大量活性基团,所以这两种炭黑导电性都很差。
不同成型方法对材料导电性影响很大。科学家还发现,粒径分布宽的炭黑粒子比分布窄的炭黑粒子更能赋予聚合物导电性,并用统计方法解释这个现象。
导电塑料领域的开发主要集中在炭黑填料的改性及新型导电炭黑的开发两方面。
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