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在碳纤维填充乙烯一乙酸乙酯共聚物(EVA)的基胶料中,电阻率的温度系数为正值。随着纤维填充量的增大,电阻率对温度的关系曲线陡度逐渐地减小,在纤维高填充下,电阻率几乎与温
度无关。因此,在体系中观察到电阻率的正温度系数(PTc)效应。
对填充炭黑的胶料研究了电阻率p=,(r)及30~120%:范围的体积电阻率随温度的变化。基于EVA、三元乙丙橡胶(EPI)M)和50:50并用胶三个体系胶料研究。结果发现:直至最高温度,
电阻率随温度升高进一步减小[负的温度系数(。NT(:)效应]。一般NTc效应会随填充剂浓度增大而减小。导电橡胶的电阻率随胶料温度的变化,主要有以下四个因素:①橡胶的热膨胀。②当
炭黑粒子分散而保持极小距离时,电子通过邻近炭黑粒子间隙的热发射与物理接触不是等效的。③加热期问,微小的炭黑粒子发生重排,导致额外的导电通道形成,从而提高胶料的导电性。
④在加热期间,胶料表面被氧化交联而产生的极性基团的存在无尘纸、无尘布,是造成电流通过母体材料传导的原因。在结晶或半结晶橡胶的情况下,胶料的热膨胀对电阻率的贡献比其他三个因素大,因此随着温度的升高,胶料的导电网络破坏,导电性下降,直到达到熔点。
在无定形橡胶胶料的情况下,上述因素中第1个因素被另外3个因素补偿。这样,随着温度升高,增加填充剂粒子的聚集比热膨胀对填充剂粒子聚集的破坏效果更大,因此胶料的电阻率随温
度升高而下降。胶料导电率K和温度之间的相互关系可用式由以上所述可知无尘纸、无尘布,为了避免过热现象,在制备加热元件时,选择导电橡胶电阻率的PTc效应是十分必要的。从橡胶内部结构来说,最好选择具有结晶或半结晶结构的胶材和合适的导电填充剂。
制法为按上述配方,除乙炔炭黑外把各组分加入混合容器内,混合均匀后再加到辊筒中,控制辊筒温度为35。45~C,辊距0.5mm对NBR预先塑炼到可塑度约为O.25,再控制辊温到40~
45~C,辊距3mm,投入NBR塑炼胶及20份乙炔炭黑断续混炼,最后加入剩余的20份乙炔炭黑,混匀后薄通10次下片待用,硫化条件为148~C,15~30min。这样制得的导电丁腈橡胶的p,为1.
68kll·cm,拉伸强度为16.1MPa,扯断永久变形为20%,扯断伸长率为370%。可用于导电材料。
‘有人报道∞叫用苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)与液态乙二烯(LPB)及聚苯胺(PA。)橡胶复合物,不需加导电填充料就可制成导电橡胶和高导电性的薄膜材料。其方法是将1g
SBS在不断搅拌下溶于15mL甲苯中,加入0.01g过氧化苯甲酰(BPO)、0·2g LPB及一定量的三羧甲基丙基对苯二酸(TMPTA),在75~C下搅拌1h,然后冷却至室温,加入一定量的苯胺、对甲基磺
酸、浓盐酸、过硫酸铵、Span一60(失水山梨醇单硬酯酸酯)和去离子水,在室温下搅拌反应到一定时间,最后在玻璃模具中浇膜,在室温下风干得O·3mm×0·05ram厚的膜,揭下风干后的膜
置于纯水中浸泡12h.以溶去膜表面的盐及其他水溶性物质,取出用滤纸吸干表面的水后,夹人两块玻璃板之间于.50~E真空干燥,然后在干燥器中储存,即可得导电橡胶膜。据称:复合物中
仅含8.9%的PA。(质量分数)制得的薄膜导电率高达0.08s,/cm。
用氯丁橡胶为基材,若加入周期表中第Ⅷ族的Fe、Co、Ni等粉料作填充剂可制得导磁性橡胶,此类橡胶若再加入Cu、Al等导电性粉料,则其屏蔽电磁波能力特别强。例如用氯丁橡胶100份
、硫磺2.5份、促进剂M 0.6份、促进剂D 0.4份无尘纸、无尘布、防老化剂MB 0.5份、硬 酯酸1份、邻苯二甲酸二丁酯20份、石蜡0.5份、氧化锌5份、铝镍铁粉202.8份,用一般混炼、硫化、成型等工艺即可制得导磁橡胶,该橡胶膜或片材具有优良的屏蔽电磁波性能。
一般导电橡胶都是在橡胶基料中加入导龟填充料,这些导电填充料与橡胶基料之间不起化学反应,是一种纯物理混合。导电填充料用得最多的是各种炭黑,除炭黑外也有的用石墨和各种
金属,如镍、铝、银、铬合金等金属粒子及碳纤维、镀金属的玻璃纤维等也可作导电填充料。但金属填充剂虽然导电性好,但价格高,制品也很僵硬。炭黑作填充剂制得的导电橡胶柔软,价
格也便宜,所以现在多用炭黑作填充剂。
‘ (1)炭黑性能与用量对制品导电性能的影响。导电填充料的特性和填充量是决定导电橡胶导电性的关键因素。可以认为填充炭黑的硫化胶电阻率是炭黑聚集体间平均距离的函数,聚集体
问平均距离又与炭黑颗粒的大小、表面积和聚集体的形态有关。炭黑用量的由少到多、表面积由小到大、结构由低到高都会不同程度地缩小聚集体的平均距离,这样使电子易从一个炭黑聚集
体跃过绝缘高聚物相到达另一个炭黑聚集体,制品就具有较高的导电性。