聚丙烯復(fù)合導(dǎo)電材料和磁性材料介紹

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所屬分類:高分子文章

導(dǎo)電塑料和磁性塑料都是功能高分子材料的重要組成部分,具有獨(dú)特的傳遞、貯藏電能或磁能甚至轉(zhuǎn)換這些能量形式等功能,因此受到了人們的高度重視。

復(fù)合型導(dǎo)電塑料,是采用諸如表面成膜、分散、層壓等物理機(jī)械性復(fù)合技術(shù)將抗靜電劑或?qū)щ娦晕镔|(zhì)與絕緣性合成樹脂復(fù)合而成的。其中,所用的抗靜電劑大多是些表面活性物質(zhì),分子結(jié)構(gòu)中含有親水性基團(tuán)和親油性基團(tuán),具有不斷向樹脂表面遷移的性質(zhì)。遷移到表面的抗靜電劑分子,其親油性基團(tuán)與樹脂分子中的活性基團(tuán)結(jié)合,親水性基團(tuán)則朝向空氣中并吸附水分而形成一層水膜,便可傳遞電荷;所用的導(dǎo)電性物質(zhì)主要有炭黑、石墨、碳纖維、金屬粉、金屬纖維、金屬箔、金屬氧化物、鍍金屬物質(zhì)等。由這些導(dǎo)電性物質(zhì)復(fù)合成的導(dǎo)電塑料,主要是靠其中導(dǎo)電性物質(zhì)相互形成的導(dǎo)電通道及其自由電子的躍遷等來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的;所用的絕緣性合成樹脂中,復(fù)合型導(dǎo)電塑料具有質(zhì)輕、成型加工容易、導(dǎo)電性可調(diào)、總成本較低等優(yōu)點(diǎn)。加之當(dāng)前它的生產(chǎn)工藝已較成熟,不少品種已投入商品化生產(chǎn),在能源、電子、電氣、紡織、造紙、宇航等領(lǐng)域獲得了較多的應(yīng)用。

1、導(dǎo)電聚丙烯復(fù)合材料及其屏蔽性能

電子設(shè)備受到外界電磁波及機(jī)器內(nèi)部產(chǎn)生的電磁波的干擾后,容易產(chǎn)生誤動(dòng)作。為了防止電磁波的干擾,保持其正常工作,必須對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行屏蔽。導(dǎo)電性塑料具有設(shè)計(jì)自由、質(zhì)量輕、成本低、成型加工容易、適用于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),因此常用作電子設(shè)備的屏蔽材料。聚丙烯本身沒有導(dǎo)電性,也就沒有電磁屏蔽性,因此欲作為電磁屏蔽材料使用,必須通過添加導(dǎo)電性填充物對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)電改性。作為導(dǎo)電填充物,雖然可以混入金屬粉末,但因填充量大,從而使材料的強(qiáng)度變差,相比之下,金屬纖維導(dǎo)電性優(yōu)良,可顯著降低填充率,其中黃銅纖維應(yīng)用最為廣泛。

研究表明,長徑比大的黃銅纖維,對(duì)聚內(nèi)烯導(dǎo)電性能改性效果最好。例如:使用30μm(φ) ×2mm(L)的黃銅纖維與聚丙烯切片共混后,制成的塑料制品,當(dāng)黃銅纖維的體積百分?jǐn)?shù)達(dá)到臨界填充率6%時(shí),材料體積電阻率急劇下降而具有導(dǎo)電性,用量達(dá)到7%時(shí)材料的體積電阻率達(dá)到0.1Ω·cm以下,從9%以后導(dǎo)電性幾乎不變化,成為飽和狀態(tài)。材料對(duì)電磁波的屏蔽效果也隨黃銅纖維填充率而變化,體積填充率8%以上的導(dǎo)電性復(fù)合材料具有電磁波屏蔽效果,其電磁波屏蔽值 SE 達(dá)到20db以上,已經(jīng)具有了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、磁性聚丙烯復(fù)合材料

磁性聚丙烯材料廣泛應(yīng)用于微型電機(jī)、電磁開關(guān)、旋轉(zhuǎn)控制器、家用電器及薄型磁體、異型磁鐵、輻射狀多極磁體及磁療保健品等。

磁性聚丙烯復(fù)合材料主要成分為聚丙烯樹脂、鐵氧體磁粉、鈦酸酯偶聯(lián)劑和助劑。其制備方法是將干燥的鍶鐵氧體(SrO·6Fe2O3,粒徑1~2μm)用鈦酸酯偶聯(lián)劑捏合處理后加入一定比例量的聚丙烯樹脂中,再加適當(dāng)助劑,在高速混煉機(jī)內(nèi)混煉均勻(約需4~6min),拉片,冷卻后切粒或粉碎。

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