塑料電學(xué)性能改性配方設(shè)計(jì)

1、塑料的體積電阻率一般在塑料的體積電阻率一般在1091020cm的范圍內(nèi)，往的范圍內(nèi)，往往會(huì)帶來(lái)很多負(fù)面影響，如靜電蓄積及電磁干擾等。往會(huì)帶來(lái)很多負(fù)面影響，如靜電蓄積及電磁干擾等。依體積電阻率不同，可將塑料分為：絕緣體，體積電依體積電阻率不同，可將塑料分為：絕緣體，體積電阻率阻率1012cm；半導(dǎo)體，；半導(dǎo)體，1061012cm之間；導(dǎo)體，之間；導(dǎo)體，106cm；良導(dǎo)體，；良導(dǎo)體，100cm 。在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)塑料體積電阻率的要求為抗靜在不同的應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)塑料體積電阻率的要求為抗靜電電(1051012cm)；導(dǎo)電；導(dǎo)電(103105cm)；高導(dǎo)電；高導(dǎo)電(102103cm)；超導(dǎo)電；超導(dǎo)電(

2、100102cm) 。v當(dāng)兩個(gè)物理狀態(tài)不同的固體互相接觸摩擦?xí)r，各自的當(dāng)兩個(gè)物理狀態(tài)不同的固體互相接觸摩擦?xí)r，各自的表面就會(huì)發(fā)生電荷再分配。兩個(gè)固體重新分離后，每表面就會(huì)發(fā)生電荷再分配。兩個(gè)固體重新分離后，每一個(gè)固體的表面會(huì)帶有比接觸前過(guò)量的正或負(fù)電荷，一個(gè)固體的表面會(huì)帶有比接觸前過(guò)量的正或負(fù)電荷，這種現(xiàn)象為靜電。這種現(xiàn)象為靜電。v對(duì)塑料而言，由于其體積電阻率較高難以將產(chǎn)生的電對(duì)塑料而言，由于其體積電阻率較高難以將產(chǎn)生的電荷及時(shí)泄逸。因此，在其加工和使用過(guò)程中一旦帶上荷及時(shí)泄逸。因此，在其加工和使用過(guò)程中一旦帶上靜電，即很難消除。靜電，即很難消除。1、靜電的產(chǎn)生、靜電的產(chǎn)生v危害危害：、加工中

3、會(huì)造成薄膜開口性差、印刷及涂層困難、加工中會(huì)造成薄膜開口性差、印刷及涂層困難;、使用中，在醫(yī)藥上，導(dǎo)致制品吸塵、引菌；在醫(yī)療、使用中，在醫(yī)藥上，導(dǎo)致制品吸塵、引菌；在醫(yī)療手術(shù)上，引起電顫事故；在礦山、石油及化工上，引起手術(shù)上，引起電顫事故；在礦山、石油及化工上，引起火災(zāi)和爆炸；在電子工業(yè)中，引起集成電路破壞；在紡火災(zāi)和爆炸；在電子工業(yè)中，引起集成電路破壞；在紡織工業(yè)上，引起纖維聚集等；織工業(yè)上，引起纖維聚集等；v解決辦法解決辦法：改變其導(dǎo)電性能，降低其體積電阻率。一般其體積電阻改變其導(dǎo)電性能，降低其體積電阻率。一般其體積電阻率率1012cm時(shí)，即可達(dá)到抗靜電的要求。時(shí)，即可達(dá)到抗靜電的要求。塑

4、料抗靜電的方法為添加抗靜電劑、添加導(dǎo)電添加劑和塑料抗靜電的方法為添加抗靜電劑、添加導(dǎo)電添加劑和與導(dǎo)電樹脂共混。與導(dǎo)電樹脂共混。v抗靜電劑：一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的小分子有機(jī)抗靜電劑：一類具有表面活性劑特征結(jié)構(gòu)的小分子有機(jī)物或親水性聚合物。物或親水性聚合物。v塑料抗靜電劑的塑料抗靜電劑的機(jī)理機(jī)理:降低制品表面的電阻，提高導(dǎo)電性降低制品表面的電阻，提高導(dǎo)電性;減少摩擦?xí)r電荷的產(chǎn)生。減少摩擦?xí)r電荷的產(chǎn)生。v按是否帶電荷或帶電荷的種類原則，可分成：陽(yáng)離子型、按是否帶電荷或帶電荷的種類原則，可分成：陽(yáng)離子型、陰離子型、兩性型、非離子型、高分子型。陰離子型、兩性型、非離子型、高分子型。種類種類品種品種

5、優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)使用方法使用方法陽(yáng)離陽(yáng)離子型子型胺鹽、季銨鹽和胺鹽、季銨鹽和烷基咪唑啉烷基咪唑啉對(duì)材料附著力強(qiáng)，對(duì)材料附著力強(qiáng)，抗靜電性能優(yōu)良，抗靜電性能優(yōu)良，可內(nèi)、外使用可內(nèi)、外使用熱穩(wěn)定性差，熱穩(wěn)定性差，高溫下易分解高溫下易分解而致變色，對(duì)而致變色，對(duì)皮膚有害皮膚有害常用于外部涂覆常用于外部涂覆陰離陰離子型子型酸性烷基磷酸酯、酸性烷基磷酸酯、烷基麟酸酯鹽、烷基麟酸酯鹽、烷基硫酸酯的胺烷基硫酸酯的胺鹽鹽耐熱性和抗靜電效耐熱性和抗靜電效果都比較好果都比較好與樹脂相容性與樹脂相容性差，影響樹脂差，影響樹脂的透明性的透明性兩性兩性型型季銨內(nèi)鹽、兩性季銨內(nèi)鹽、兩性烷基咪唑啉鹽、烷基咪唑啉鹽、烷基氨基

6、酸烷基氨基酸可與陰離子、陽(yáng)離可與陰離子、陽(yáng)離子型配合使用，效子型配合使用，效果與陽(yáng)離子型相近果與陽(yáng)離子型相近耐熱性不如非耐熱性不如非離子型離子型非離非離子型子型脂肪酸多元醇酯，脂肪酸多元醇酯，脂肪酸、醇、胺脂肪酸、醇、胺的環(huán)氧乙烷加成的環(huán)氧乙烷加成物物相容性、耐熱性很相容性、耐熱性很好，低毒、耐熱、好，低毒、耐熱、不易引起塑料老化不易引起塑料老化本身無(wú)導(dǎo)電性，本身無(wú)導(dǎo)電性，加入量是離子加入量是離子型抗靜電劑的型抗靜電劑的兩倍兩倍主要的內(nèi)加型抗主要的內(nèi)加型抗靜電劑靜電劑高分高分子型子型聚醚型和離子型聚醚型和離子型效果持久，作用快，效果持久，作用快，對(duì)空氣的相對(duì)濕度對(duì)空氣的相對(duì)濕度依賴性小依賴性小

7、加入量大，成加入量大，成本增幅大本增幅大與樹脂共混，形與樹脂共混，形成纖維狀或網(wǎng)狀成纖維狀或網(wǎng)狀導(dǎo)電通道導(dǎo)電通道v熱塑性樹脂主要采用復(fù)合型抗靜電劑；熱塑性樹脂主要采用復(fù)合型抗靜電劑；v可用可用抗靜電劑改性的樹脂有抗靜電劑改性的樹脂有PE、PP、PVC、PS及及ABS等，等，PET、PBT、PC及及PSU等等不用不用抗靜電劑，主要原抗靜電劑，主要原因?yàn)槠浼庸囟忍?，?huì)破壞抗靜電的效果發(fā)揮，它們因?yàn)槠浼庸囟忍?，?huì)破壞抗靜電的效果發(fā)揮，它們只能用涂覆法改性。只能用涂覆法改性。v、不同樹脂選擇不同的抗靜電劑品種。一般極性樹脂、不同樹脂選擇不同的抗靜電劑品種。一般極性樹脂如如PVC、PS等，選用離

8、子型和親水性高分子類抗靜電等，選用離子型和親水性高分子類抗靜電材料；非極性樹脂如材料；非極性樹脂如PE、PP等，選用非離子型抗靜電等，選用非離子型抗靜電劑。加工溫度高的樹脂，應(yīng)選用耐熱性好的抗靜電劑。劑。加工溫度高的樹脂，應(yīng)選用耐熱性好的抗靜電劑。v、不同加工方法選擇的抗靜電劑品種和用量不同，注、不同加工方法選擇的抗靜電劑品種和用量不同，注射成型的加入量大于擠出成型。射成型的加入量大于擠出成型。v、一個(gè)配方中，幾個(gè)不同品種協(xié)同加入比單一加入效、一個(gè)配方中，幾個(gè)不同品種協(xié)同加入比單一加入效果好。果好。v、在抗靜電配方中，適當(dāng)加入分散劑，可有效促進(jìn)體、在抗靜電配方中，適當(dāng)加入分散劑，可有效促進(jìn)體積

9、電阻率的下降。積電阻率的下降。v低分子類一般低分子類一般1. 25mL /g，比表面積，比表面積500m2/g。v優(yōu)點(diǎn)：原料易得，導(dǎo)電性能持久穩(wěn)定，可大幅度調(diào)節(jié)復(fù)優(yōu)點(diǎn)：原料易得，導(dǎo)電性能持久穩(wěn)定，可大幅度調(diào)節(jié)復(fù)合材料的電阻率，一般調(diào)節(jié)范圍為合材料的電阻率，一般調(diào)節(jié)范圍為100108 cm，是，是目前應(yīng)用最廣的一類導(dǎo)電添加劑。目前應(yīng)用最廣的一類導(dǎo)電添加劑。v用其制成的導(dǎo)電復(fù)合材料，可作為導(dǎo)電材料和電磁波屏用其制成的導(dǎo)電復(fù)合材料，可作為導(dǎo)電材料和電磁波屏蔽導(dǎo)電材料。蔽導(dǎo)電材料。v缺點(diǎn)：本身為黑色，復(fù)合材料的顏色只能為黑色。炭黑缺點(diǎn)：本身為黑色，復(fù)合材料的顏色只能為黑色。炭黑為硬質(zhì)材料，隨著其添加量

10、的提高，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)為硬質(zhì)材料，隨著其添加量的提高，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和硬度相應(yīng)增加，而沖擊強(qiáng)度下降。度和硬度相應(yīng)增加，而沖擊強(qiáng)度下降。v炭黑的品種有乙炔炭黑、導(dǎo)電爐黑、導(dǎo)電槽黑、耐磨炭炭黑的品種有乙炔炭黑、導(dǎo)電爐黑、導(dǎo)電槽黑、耐磨炭黑及通用炭黑等，黑及通用炭黑等，v適用于導(dǎo)電添加劑的只有適用于導(dǎo)電添加劑的只有乙炔炭黑和導(dǎo)電爐黑乙炔炭黑和導(dǎo)電爐黑。v乙炔炭黑的結(jié)構(gòu)度高且完整、石墨化好，含氧、氫官能乙炔炭黑的結(jié)構(gòu)度高且完整、石墨化好，含氧、氫官能團(tuán)和雜質(zhì)少，因而最常用。團(tuán)和雜質(zhì)少，因而最常用。v導(dǎo)電爐黑的導(dǎo)電率是普通炭黑的導(dǎo)電爐黑的導(dǎo)電率是普通炭黑的23倍，廣闊。目前還倍，廣闊。目前還不斷開

11、發(fā)，應(yīng)用前景。不斷開發(fā)，應(yīng)用前景。v比表面積越大，炭黑粒子的尺寸越小，單位體積內(nèi)的顆比表面積越大，炭黑粒子的尺寸越小，單位體積內(nèi)的顆粒數(shù)目越多，越彼此之間容易形成網(wǎng)狀導(dǎo)電通路，導(dǎo)電粒數(shù)目越多，越彼此之間容易形成網(wǎng)狀導(dǎo)電通路，導(dǎo)電性能越好。性能越好。v從理論上講，炭黑的粒徑越小越利于導(dǎo)電；但考慮到炭從理論上講，炭黑的粒徑越小越利于導(dǎo)電；但考慮到炭黑填充樹脂的實(shí)際加工性，要獲得良好的導(dǎo)電性，炭黑黑填充樹脂的實(shí)際加工性，要獲得良好的導(dǎo)電性，炭黑的粒徑不易過(guò)小，過(guò)小因易聚集而不易分散，以大量小的粒徑不易過(guò)小，過(guò)小因易聚集而不易分散，以大量小團(tuán)塊存在于基體中，反而使復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和力學(xué)團(tuán)塊存在于基體

12、中，反而使復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和力學(xué)性能都降低；所以在具體選用時(shí)，性能都降低；所以在具體選用時(shí)，粒度大小要適當(dāng)，既粒度大小要適當(dāng)，既要保證導(dǎo)電性能發(fā)揮，又能不明顯降低力學(xué)性能。要保證導(dǎo)電性能發(fā)揮，又能不明顯降低力學(xué)性能。v非常細(xì)的炭黑粒子間聚結(jié)成鏈狀或葡萄狀的程度非常細(xì)的炭黑粒子間聚結(jié)成鏈狀或葡萄狀的程度，由凝，由凝聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中粒子數(shù)量所決定。聚體的尺寸、形態(tài)和每一凝聚體中粒子數(shù)量所決定。v結(jié)構(gòu)性用其本身內(nèi)部的孔隙率大小來(lái)表示，孔隙率大小結(jié)構(gòu)性用其本身內(nèi)部的孔隙率大小來(lái)表示，孔隙率大小可用其吸附性大小來(lái)衡量?？捎闷湮叫源笮?lái)衡量。v吸附性：用吸碘值或吸吸附性：用吸碘值或吸DB

13、P值表示，其值越大，炭黑的值表示，其值越大，炭黑的結(jié)構(gòu)性越高，說(shuō)明鏈狀或葡萄狀的結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)，形成網(wǎng)結(jié)構(gòu)性越高，說(shuō)明鏈狀或葡萄狀的結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)，形成網(wǎng)狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的概率越大，導(dǎo)電性越好。在眾多的炭黑品狀導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的概率越大，導(dǎo)電性越好。在眾多的炭黑品種中，乙炔炭黑的結(jié)構(gòu)性最好。但在實(shí)際應(yīng)用中，種中，乙炔炭黑的結(jié)構(gòu)性最好。但在實(shí)際應(yīng)用中，炭黑炭黑的結(jié)構(gòu)性不宜太高，太高其鏈狀結(jié)構(gòu)不易破壞，往往影的結(jié)構(gòu)性不宜太高，太高其鏈狀結(jié)構(gòu)不易破壞，往往影響其分散性。響其分散性。v指吸附在炭黑表面的活性含氧官能團(tuán)數(shù)量。指吸附在炭黑表面的活性含氧官能團(tuán)數(shù)量。v在炭黑的生產(chǎn)過(guò)程中，炭黑表面經(jīng)常形成一些在炭黑的生產(chǎn)過(guò)程中，炭

14、黑表面經(jīng)常形成一些活性含氧活性含氧官能團(tuán)，這些官能團(tuán)的存在會(huì)影響電子的遷移，使炭黑官能團(tuán)，這些官能團(tuán)的存在會(huì)影響電子的遷移，使炭黑的導(dǎo)電性下降。的導(dǎo)電性下降。表面官能團(tuán)少的炭黑通常呈弱堿性或中表面官能團(tuán)少的炭黑通常呈弱堿性或中性，具有較好的導(dǎo)電性。性，具有較好的導(dǎo)電性。v熱裂法炭黑和槽法炭黑除結(jié)構(gòu)性低外，還帶有大量的活熱裂法炭黑和槽法炭黑除結(jié)構(gòu)性低外，還帶有大量的活性基團(tuán)，所以其導(dǎo)電性很差，不宜用做導(dǎo)電添加劑。性基團(tuán)，所以其導(dǎo)電性很差，不宜用做導(dǎo)電添加劑。v炭黑的揮發(fā)物為在其表面的吸附物如羧基或酚基等，容炭黑的揮發(fā)物為在其表面的吸附物如羧基或酚基等，容易捕獲電子，影響其導(dǎo)電性。所以，炭黑表面的

15、揮發(fā)物易捕獲電子，影響其導(dǎo)電性。所以，炭黑表面的揮發(fā)物越低越好，其含量越低，炭黑的導(dǎo)電性越好。越低越好，其含量越低，炭黑的導(dǎo)電性越好。v在基體材料中，隨炭黑加入量的增加，復(fù)合材料的電阻在基體材料中，隨炭黑加入量的增加，復(fù)合材料的電阻率呈非線性變化。當(dāng)炭黑的添加量達(dá)到某一臨界區(qū)域時(shí)，率呈非線性變化。當(dāng)炭黑的添加量達(dá)到某一臨界區(qū)域時(shí)，電阻率急劇下降。在此區(qū)域內(nèi)，炭黑含量微小的變化會(huì)電阻率急劇下降。在此區(qū)域內(nèi)，炭黑含量微小的變化會(huì)引起電阻率的劇變；超過(guò)此區(qū)域，炭黑含量再增加，其引起電阻率的劇變；超過(guò)此區(qū)域，炭黑含量再增加，其電阻下降平緩。電阻下降平緩。v原因：在此區(qū)域內(nèi)，炭黑已形成完整的導(dǎo)電通路。此

16、現(xiàn)原因：在此區(qū)域內(nèi)，炭黑已形成完整的導(dǎo)電通路。此現(xiàn)象稱為臨界效應(yīng)，此區(qū)域的炭黑含量稱為臨界閾值。象稱為臨界效應(yīng)，此區(qū)域的炭黑含量稱為臨界閾值。v導(dǎo)電材料的臨界閾值越低，說(shuō)明其導(dǎo)電性能越好。導(dǎo)電材料的臨界閾值越低，說(shuō)明其導(dǎo)電性能越好。va、同一品種導(dǎo)電材料，其結(jié)構(gòu)類型不同，臨界閾值的、同一品種導(dǎo)電材料，其結(jié)構(gòu)類型不同，臨界閾值的大小不同。以炭黑為例，具體順序?yàn)槌瑢?dǎo)電炭黑大小不同。以炭黑為例，具體順序?yàn)槌瑢?dǎo)電炭黑特導(dǎo)特導(dǎo)電炭黑電炭黑導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電炭黑膨脹石墨膨脹石墨天然鱗片石墨天然鱗片石墨。臨界添加值分別：膨化石墨為臨界添加值分別：膨化石墨為20%、膨脹石墨為、膨脹石墨為45% 、天然磷片石墨為天然

17、磷片石墨為55%。v在在LDPE中，以石墨為導(dǎo)電填充材料的復(fù)合體系，需加中，以石墨為導(dǎo)電填充材料的復(fù)合體系，需加入入LDPE-g-MAH為相容劑，以提高體系的相容性。為相容劑，以提高體系的相容性。v金屬系復(fù)合的導(dǎo)電塑料的體積電阻率可在金屬系復(fù)合的導(dǎo)電塑料的體積電阻率可在103 100 cm范圍內(nèi)變化。范圍內(nèi)變化。v金屬纖維金屬纖維：主要為黃銅纖維、鐵纖維和不銹鋼纖維。優(yōu)：主要為黃銅纖維、鐵纖維和不銹鋼纖維。優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)電性能好、加入量低，缺點(diǎn)為加工時(shí)易折斷、易點(diǎn)為導(dǎo)電性能好、加入量低，缺點(diǎn)為加工時(shí)易折斷、易被氧化、密度大及價(jià)格高。金屬纖維的被氧化、密度大及價(jià)格高。金屬纖維的L/D越大，其導(dǎo)越大，其

18、導(dǎo)電效果越好。電效果越好。v金屬纖維類如黃銅纖維、不銹鋼纖維、鐵纖維和鋁片等金屬纖維類如黃銅纖維、不銹鋼纖維、鐵纖維和鋁片等的導(dǎo)電性更好。銅纖維的價(jià)格較低廉，不銹鋼纖維的強(qiáng)的導(dǎo)電性更好。銅纖維的價(jià)格較低廉，不銹鋼纖維的強(qiáng)度高，成型中長(zhǎng)徑比保持較好，抗氧化性好，導(dǎo)電性雖度高，成型中長(zhǎng)徑比保持較好，抗氧化性好，導(dǎo)電性雖不突出但持久，也比較常用。在具體應(yīng)用中，最多為銅不突出但持久，也比較常用。在具體應(yīng)用中，最多為銅纖維、其次為鋁和不銹鋼纖維。纖維、其次為鋁和不銹鋼纖維。v金屬粉末金屬粉末：主要為銀、銅、錫、鋁、鋅及錫：主要為銀、銅、錫、鋁、鋅及錫/鋅合金等鋅合金等粉末。優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)電效果好；缺點(diǎn)為加入量

19、太大，往往需粉末。優(yōu)點(diǎn)為導(dǎo)電效果好；缺點(diǎn)為加入量太大，往往需要加入要加入50%左右才能達(dá)到要求，這會(huì)影響制品的其他性左右才能達(dá)到要求，這會(huì)影響制品的其他性能。金屬粉末的導(dǎo)電性能與其粒度大小有關(guān)，粒度越小，能。金屬粉末的導(dǎo)電性能與其粒度大小有關(guān)，粒度越小，導(dǎo)電性越好。導(dǎo)電性越好。v銅、鋁和鐵的粉末和纖維的表面都會(huì)受到氧化的影響，銅、鋁和鐵的粉末和纖維的表面都會(huì)受到氧化的影響，使其導(dǎo)電性迅速下降；而且粒度越小，氧化越嚴(yán)重；只使其導(dǎo)電性迅速下降；而且粒度越小，氧化越嚴(yán)重；只有在真空條件下保存或加工，才可保持其原有導(dǎo)電性；有在真空條件下保存或加工，才可保持其原有導(dǎo)電性；v不銹鋼材料抗氧化，但導(dǎo)電性不高

20、；不銹鋼材料抗氧化，但導(dǎo)電性不高；v導(dǎo)電性好的金屬中，金不易氧化、銀次之、鎳的氧化速導(dǎo)電性好的金屬中，金不易氧化、銀次之、鎳的氧化速度低，但這些金屬的價(jià)格偏高；錫類材料的抗氧化性較度低，但這些金屬的價(jià)格偏高；錫類材料的抗氧化性較好，導(dǎo)電性優(yōu)良，并可在加工中塑化。好，導(dǎo)電性優(yōu)良，并可在加工中塑化。v金屬導(dǎo)電材料的氧化性大小順序?yàn)椋航鸾饘賹?dǎo)電材料的氧化性大小順序?yàn)椋航疸y銀不銹鋼不銹鋼錫錫鎳鎳鐵鐵銅銅鋁片鋁片銅纖銅纖維、不銹鋼纖維。因此加工時(shí)，金屬維、不銹鋼纖維。因此加工時(shí)，金屬v纖維最好從排氣孔加料，直接加入熔融物料中，以降低纖維最好從排氣孔加料，直接加入熔融物料中，以降低其斷纖率。其斷纖率。v另

21、外，在纖維表面鍍一層鎳和鉻，可降低斷纖維概率。另外，在纖維表面鍍一層鎳和鉻，可降低斷纖維概率。v、幾何形狀問(wèn)題、幾何形狀問(wèn)題。從導(dǎo)電性來(lái)看，纖維狀最好、片狀。從導(dǎo)電性來(lái)看，纖維狀最好、片狀次之、粒狀最次，但纖維狀和片狀的加工工藝要求高，次之、粒狀最次，但纖維狀和片狀的加工工藝要求高，所以粒狀應(yīng)用的也比較廣泛。為獲得高的導(dǎo)電性能，粒所以粒狀應(yīng)用的也比較廣泛。為獲得高的導(dǎo)電性能，粒狀的粒度要盡可能小，一般要在狀的粒度要盡可能小，一般要在100m以下。以下。v、磁化處理問(wèn)題、磁化處理問(wèn)題。金屬類導(dǎo)電材料經(jīng)過(guò)磁化處理后，。金屬類導(dǎo)電材料經(jīng)過(guò)磁化處理后，可提高其導(dǎo)電效果。這是因?yàn)樵谕獯艌?chǎng)的作用下，金屬可

22、提高其導(dǎo)電效果。這是因?yàn)樵谕獯艌?chǎng)的作用下，金屬材料易沿磁力線分布，形成導(dǎo)電通路，導(dǎo)電性迅速提高。材料易沿磁力線分布，形成導(dǎo)電通路，導(dǎo)電性迅速提高。所以，在磁場(chǎng)作用下加工金屬類導(dǎo)電復(fù)合材料，可獲得所以，在磁場(chǎng)作用下加工金屬類導(dǎo)電復(fù)合材料，可獲得高導(dǎo)電性材料。高導(dǎo)電性材料。v、密度問(wèn)題、密度問(wèn)題。金屬的密度大，會(huì)使復(fù)合制品的密度大。金屬的密度大，會(huì)使復(fù)合制品的密度大幅度增加。幅度增加。v若金屬導(dǎo)電材料的熔點(diǎn)低于樹脂熔點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整加工條若金屬導(dǎo)電材料的熔點(diǎn)低于樹脂熔點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整加工條件，可使復(fù)合體系形成互穿網(wǎng)絡(luò)，此體系可使導(dǎo)電性能件，可使復(fù)合體系形成互穿網(wǎng)絡(luò)，此體系可使導(dǎo)電性能和力學(xué)性能顯著改善。和

23、力學(xué)性能顯著改善。v如錫、鉛及其合金類，如錫鋅合金在如錫、鉛及其合金類，如錫鋅合金在PP中加入中加入35，可，可形成互穿網(wǎng)絡(luò)復(fù)合體系，其體積電阻率僅為形成互穿網(wǎng)絡(luò)復(fù)合體系，其體積電阻率僅為0.3cm。比同類型的鋁比同類型的鋁/PP導(dǎo)電復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度高導(dǎo)電復(fù)合材料沖擊強(qiáng)度高3倍，拉伸倍，拉伸強(qiáng)度高強(qiáng)度高3倍，導(dǎo)電性高倍，導(dǎo)電性高200倍。倍。v主要品種有氧化鋅、二氧化硅、氧化鉛、氧化錫、二氧主要品種有氧化鋅、二氧化硅、氧化鉛、氧化錫、二氧化鈦及三氧化二釩等?；伡叭趸C等。v導(dǎo)電性不如純金屬，雖不存在加工氧化問(wèn)題，但存在加導(dǎo)電性不如純金屬，雖不存在加工氧化問(wèn)題，但存在加入量大、影響力學(xué)性能

24、的間題。金屬氧化物因?qū)щ娦阅苋肓看?、影響力學(xué)性能的間題。金屬氧化物因?qū)щ娦阅芤话?，主要用做抗靜電添加劑。一般，主要用做抗靜電添加劑。v氧化鋅晶須具有獨(dú)特的立體四針狀結(jié)構(gòu)和特有的半導(dǎo)體氧化鋅晶須具有獨(dú)特的立體四針狀結(jié)構(gòu)和特有的半導(dǎo)體性能，具有添加量少、效果穩(wěn)定持久、各向同性和顏色性能，具有添加量少、效果穩(wěn)定持久、各向同性和顏色可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景誘人?？烧{(diào)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景誘人。v鍍金屬系導(dǎo)電添加劑的鍍金屬系導(dǎo)電添加劑的優(yōu)點(diǎn)為質(zhì)量較輕、不易折斷和較優(yōu)點(diǎn)為質(zhì)量較輕、不易折斷和較低的加入量。缺點(diǎn)為導(dǎo)電性不及純金屬纖維類，但可比低的加入量。缺點(diǎn)為導(dǎo)電性不及純金屬纖維類，但可比樹脂基體高樹脂基體高5010

25、0倍倍。v鍍金屬類導(dǎo)電添加劑的具體組成為：金屬鍍層為銀、鎳、鍍金屬類導(dǎo)電添加劑的具體組成為：金屬鍍層為銀、鎳、銅和鋼等；基礎(chǔ)材料為碳纖維、玻璃纖維、石墨纖維、銅和鋼等；基礎(chǔ)材料為碳纖維、玻璃纖維、石墨纖維、玻璃微珠、云母及陶瓷等。玻璃微珠、云母及陶瓷等。v如鍍鎳碳纖維，其導(dǎo)電性能比碳纖維提高如鍍鎳碳纖維，其導(dǎo)電性能比碳纖維提高50 100倍。倍。v盡可能選擇臨界閾值小的導(dǎo)電材料。盡可能選擇臨界閾值小的導(dǎo)電材料。v在炭黑材料中，導(dǎo)電炭黑的效果好于乙炔炭黑；如不考在炭黑材料中，導(dǎo)電炭黑的效果好于乙炔炭黑；如不考慮價(jià)格因素，應(yīng)盡可能選用導(dǎo)電炭黑。慮價(jià)格因素，應(yīng)盡可能選用導(dǎo)電炭黑。v金屬纖維的臨界閾值

26、遠(yuǎn)小于金屬粉末，是導(dǎo)電復(fù)合材料金屬纖維的臨界閾值遠(yuǎn)小于金屬粉末，是導(dǎo)電復(fù)合材料的首選。同是金屬纖維，盡可能選用長(zhǎng)徑比大的品種。的首選。同是金屬纖維，盡可能選用長(zhǎng)徑比大的品種。v(2)、按制品導(dǎo)電要求選用、按制品導(dǎo)電要求選用：復(fù)合材料的體積電阻率要：復(fù)合材料的體積電阻率要求在求在100cm以上，可用炭黑；體積電阻率要求在以上，可用炭黑；體積電阻率要求在100 cm以下，炭黑滿足不了要求，應(yīng)選用金屬類；以下，炭黑滿足不了要求，應(yīng)選用金屬類；體積電阻率要求在體積電阻率要求在102 cm以下，應(yīng)選用金和銀類金以下，應(yīng)選用金和銀類金屬材料。屬材料。v(3)、按制品顏色選用、按制品顏色選用：黑色制品可選用

27、所有材料，深：黑色制品可選用所有材料，深色制品不宜選用炭黑，淺色制品可選用銀、鋁、氧化鋅、色制品不宜選用炭黑，淺色制品可選用銀、鋁、氧化鋅、二氧化硅及碳纖維等，透明制品目前尚無(wú)合適導(dǎo)電材料二氧化硅及碳纖維等，透明制品目前尚無(wú)合適導(dǎo)電材料可選?？蛇x。v(4)、按制品力學(xué)性能要求選用、按制品力學(xué)性能要求選用：力學(xué)性能要求好，可：力學(xué)性能要求好，可選金屬纖維類，其本身具有增強(qiáng)作用。選金屬纖維類，其本身具有增強(qiáng)作用。v(5)、按對(duì)樹脂降解的影響、按對(duì)樹脂降解的影響：銅材料在：銅材料在PP和和PC中加入，中加入，會(huì)催化降解反應(yīng)，所以在會(huì)催化降解反應(yīng)，所以在PP和和PC中應(yīng)盡量少用。中應(yīng)盡量少用。v(6)

28、、樹脂對(duì)導(dǎo)電添加劑具有選擇性、樹脂對(duì)導(dǎo)電添加劑具有選擇性。v結(jié)晶度越高，導(dǎo)電性越好，臨界閾值越低。結(jié)晶度越高，導(dǎo)電性越好，臨界閾值越低。這是因?yàn)閷?dǎo)這是因?yàn)閷?dǎo)電添加劑優(yōu)先分散在非結(jié)晶區(qū)域內(nèi)，結(jié)晶度越高的樹脂，電添加劑優(yōu)先分散在非結(jié)晶區(qū)域內(nèi)，結(jié)晶度越高的樹脂，其非晶區(qū)域越?。粚?dǎo)電添加劑的分散濃度越高，導(dǎo)電性其非晶區(qū)域越?。粚?dǎo)電添加劑的分散濃度越高，導(dǎo)電性越好。越好。v在不同樹脂中，添加等量同一導(dǎo)電添加劑，其導(dǎo)電性大在不同樹脂中，添加等量同一導(dǎo)電添加劑，其導(dǎo)電性大小順序如下：小順序如下：PP PA HDPE LLDPE LDPE SPVCABSPSPC。(1)、基體樹脂的結(jié)晶度、基體樹脂的結(jié)晶度v基

29、體樹脂的交聯(lián)度越高，越不利于導(dǎo)電添加劑的均勻分基體樹脂的交聯(lián)度越高，越不利于導(dǎo)電添加劑的均勻分散散。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)妨礙了炭黑粒子之間的接觸，破壞了。因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)妨礙了炭黑粒子之間的接觸，破壞了導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致體積電阻率升高。導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致體積電阻率升高。v如銀粉在如銀粉在PF樹脂中的臨界閾值高達(dá)樹脂中的臨界閾值高達(dá)38%體積份，鐵粉體積份，鐵粉在在EP樹脂中的臨界閾值高達(dá)樹脂中的臨界閾值高達(dá)40%體積份，而鐵粉在體積份，而鐵粉在PI樹脂中的臨界閾值僅為樹脂中的臨界閾值僅為20%體積份。體積份。v基體樹脂的極性越大，炭黑的臨界閾值越高，即體系的基體樹脂的極性越大，炭黑的臨界閾值越高，即體系的

30、導(dǎo)電性下降。導(dǎo)電性下降。因?yàn)樘亢诒砻婧泻軓?qiáng)的極性基團(tuán)，如基因?yàn)樘亢诒砻婧泻軓?qiáng)的極性基團(tuán)，如基體的極性也很強(qiáng)，會(huì)妨礙導(dǎo)電粒子的自身凝集，導(dǎo)致導(dǎo)體的極性也很強(qiáng)，會(huì)妨礙導(dǎo)電粒子的自身凝集，導(dǎo)致導(dǎo)電性差。電性差。vPMMA、 PS的極性要比的極性要比PP、HDPE、LDPE大，與炭大，與炭黑的極性接近，所以達(dá)到相同的導(dǎo)電效果需要更多的炭黑的極性接近，所以達(dá)到相同的導(dǎo)電效果需要更多的炭黑。黑。EVA也一樣，隨著也一樣，隨著VA含量的增大，極性增大，炭含量的增大，極性增大，炭黑含量的臨界閾值就越高。黑含量的臨界閾值就越高。v(4)、基體樹脂的表面張力、基體樹脂的表面張力越小，與導(dǎo)電添加劑的相容越小，與

31、導(dǎo)電添加劑的相容性越好，得到的復(fù)合材料的導(dǎo)電性越高。性越好，得到的復(fù)合材料的導(dǎo)電性越高。v(5)、基體樹脂的黏度、基體樹脂的黏度降低，復(fù)合材料的導(dǎo)電性增加。降低，復(fù)合材料的導(dǎo)電性增加。v其他如基體樹脂的潤(rùn)濕性、流變性都對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電其他如基體樹脂的潤(rùn)濕性、流變性都對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性有所影響。性有所影響。v沖擊類沖擊類：隨炭黑的加入量增大，材料的沖擊強(qiáng)度迅速下：隨炭黑的加入量增大，材料的沖擊強(qiáng)度迅速下降，需加入沖擊改性劑以補(bǔ)償。降，需加入沖擊改性劑以補(bǔ)償。v加工類加工類：加入潤(rùn)滑劑如硬脂酸等，改善其加工流動(dòng)性。：加入潤(rùn)滑劑如硬脂酸等，改善其加工流動(dòng)性。v分散類分散類：硅烷類、鈦酸酯類、原纖聚四氟乙烯、胺類、：硅烷類、鈦酸酯類、原纖聚四氟乙烯、胺類、表面活性劑等都是常用的分散劑。表面活性劑等都是常用的分散劑。v增效劑增效