电子束辐照对PVDF_CB导电复合体系性能的影响
聚偏氟乙烯与导电填料复合材料的电性能研究
（上接第２１页）
表４纤维表面处理对Ｋ３Ｄ／ＢＭＩ 力学性能的影响（Ｖｆ－３０％）
３结语
磷酸处理对芳纶纤维的强度损伤较小，提高了 芳纶纤维表面含氧量；纤维表面活性羟基基团含量 增加，纤维表面能提高，纤维与基体间的界面结合得 到加强；复合材料的弯曲、剪切和冲击性能提高。
ＰＲＯＰＥＲＴⅡ强０Ｆ ３Ｄ－ＢＲＡ口）ＥＤ Ｋ卫Ｍ。ＡＲ ＦＩＢＥＲ ＲＥⅡ叼酣）】ＲＣＥＤ ＢＫ强压ＡＬＥＩＭＩＤＥ、
ＪＩＡ Ｚｈｉ—ｇａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙｕ—ｌｉｎ，ＷＡＮ Ｙｉ—ｚａｏ （Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｓｉｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｌｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｐｒｅｐａｒｅ ３Ｄ·－ｂｒａｉｄｅｄ ｋｅｖｌａｒ ｆｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｉｓ‘－ ｍａｌｅｉｍｉｄｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｋｅｖｌａｒ ｆｉｂｅｒ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｆｉｂｅｒ—ｍａｔｒｉｘ ｂｏｎｄｉｎｇ Ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ａｉｒ—ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｆｉｂｅｒｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｏｘｙｇｅｎ—ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｇｒｏｕｐｓ．Ｔｈｅ ｆｉｂｅｒ－ｍａｔｒｉｘ ｂｏｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｓｈｅａｒ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ｗｅｒｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：３ Ｄ－ｂｒａｉｄｅｄ；Ｋｅｖｌａｒ ｆｉｂｅｒｓ；ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ；
PVDF及其复合材料介电谱特性
PVDF及其复合材料介电谱特性
电介质的介电常数是多种极化机制贡献的结果,利用复合结构可以提高介质的介电常数。
本文针对聚偏氟乙烯(PVDF)基复合材料介电特性开展研究,测试聚合物复合材料介电谱,分析界面极化对介电常数的影响;利用具有不同微观结构的陶瓷填料调整复合材料的介电性能,深入分析复合材料的极化机制,为研究高介电常数、低介电损耗的复合材料提供理论依据。
为了深入研究填料对复合材料介电特性的影响,本文首先对聚合物基体和无机填料进行分析。
利用溶胶-凝胶法制备锆钛酸钡钙纳米颗粒(BZT-BCT NPs),利用静电纺丝法制备锆钛酸钡钙纳米纤维(BZT-BCT NFs)。
测试聚合物基体PVDF和BZT-BCT NPs,和BZT-BCT NFs在不同温度、不同频率条件下的介电谱,分析介电谱特性,利用数据拟合方法计算聚合物基体界面极化、偶极极化的极化活化能,获得聚合物基体材料和填料的基本极化特性参数。
然后以BZT-BCT NPs和BZT-BCT NFs作为PVDF 基体的填充相,进一步制备PVDF基复合材料。
研究不同微观形貌的填充相以及填充比例对复合材料介电特性的影响。
制备双层结构低密度聚乙烯(LDPE)/PVDF复合材料和按体积分数1:1均匀混合的LDPE/PVDF复合材料,通过介电谱特性研究这两种材料所具有的不同界面极化行为,建立界面极化特性的有效分析方法。
利用已经获得的PVDF基体材料、填料的基本极化特性参数,结合界面极化的分析方法深入研究复合材料的极化特性和机制。
研究结果表明,界面极化是复合材料极化行为的重要机制,具有不同形状因子的填料对复合材料的介电常数有重要影响,复合材的介电常数符合EMT有效介质模型。
聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性
第37卷第8期2020年8月应用化学CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRYVok37Is.3Aup.2020聚乙烯导热复合材料的电子束辐照改性段金炽“戚云霞e石埕莹h赵麒“刘佰军h孙昭艳d徐义全e呼微“*张袅娜“*（"长春工业大学化学工程学院长春130019；e中科英华长春高技术有限公司长春130000；h吉林大学化学学院长春130012；"中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室长春130022）摘要将低密度聚乙烯（LDPE）、氧化铝（AOO3）和纳米二氧化硅（SCO）进行熔融共混，再通过电子束辐照对得到的材料进行改性，得到了同时具有高导热性能和力学性能的复合材料（PE-Al-Sm。
当纳米SCO的质量分数为1%,电子束辐照剂量为190kGy时,与不含SCO的复合材料（PE-A1）相比,PE-Al-2i的导热系数达到了0.455W/（m・K）,提高了22%。
另外,PE-Al-2i的拉伸强度比PE-Al提高了17%。
证明SCO不仅可以改善复合材料的力学性能,同时还提高了辐照效率及复合材料的导热性能。
关键词聚乙烯；电子束辐照;纳米二氧化硅;导热中图分类号：O632文献标识码:A文章编号：1000-0518（2020）08-0856T8D0）：10.n944/j.issn.1000T5（52020.45200050在电子元器件、加导热材料等诸多领域，对高导热、高力学性能的聚烯烃复合材料的要求越来越高［］。
低导热系数是聚烯烃的固有特性，其导热系数仅为2.5~2.5W/（m・K）0］。
聚烯烃分子的原子通过共价键连接,电子不能自由运动。
因此，能量不易转移。
其次,长的分子链及分子链的不规则排列也导致了热能难以传递。
这限制了聚烯烃在导热材料领域的应用。
通过加入陶瓷、碳材料和金属、金属氧化物等导热系数较高的无机材料可以构建导热通道,从而提高聚烯烃的导热性能”。
电子辐照对聚乙烯热缩套管力学性能的影响
电子辐照对聚乙烯热缩套管力学性能的影响刘宇明;赵春晴;李蔓;张凯;沈自才【摘要】利用45 keV,1 MeV和2 MeV电子分别对聚乙烯热缩套管进行辐照实验,研究不同能量电子辐照对聚乙烯热缩套管力学性能的影响,并分析电子辐照下材料的损伤效应机理,建立力学性能退化规律。
结果表明：实验选定的3种能量电子辐照都会造成聚乙烯的降解,材料脆化产生裂纹,从而导致其力学性能下降；但是由于这3种能量电子穿透深度不同,45 keV电子只能造成聚乙烯热缩套管表层材料损伤,力学性能最大下降量只有30%~40%,而1 MeV和2 MeV电子却会导致套管力学性能完全丧失,力学性能下降接近100%。
%Damage effects of electron irradiation with different energy on mechanical properties of polyethylene heat-shrinkable sleeves were studied by irradiating the sleeves with 45 keV, 1 MeV and 2 MeV electrons respectively. The mechanical property degradations of the sleeves before and after radiations were present. X-ray photoelectron spectra ( XPS) , scanning electronic microscopy ( SEM) and Fourier transform infrared spectroscopy ( FTIR) were used to analyze the element contents, the morphologies and the molecular struc-tures of the samples to study the damage mechanism of the sleeves. A degradation model for the changes of the mechanical properties of the sleeves in electron radiation environment was proposed. It is shown that the increase of irradiation degradation of the polyethylene causes the sleeves’ mechanical properties. For the penetration depth of different energy electrons in polyethylene is different, only a shallow layer the sleeves is affected by 45 keV energy electrons, while 1 MeV and 2 MeV energyelectrons are penetrated the sleeves and cause the sleeves great damage. The mechanical properties of the sleeves are decreased by about 30% to 40% after 45 keV energy electron irradiation, and decreased by about 100% after 1 MeV and 2 MeV energy electron irradiation.【期刊名称】《航空材料学报》【年(卷),期】2016(036)006【总页数】7页(P79-85)【关键词】力学性能;电子辐照;聚乙烯;损伤机理;热缩套管;空间电子辐射环境【作者】刘宇明;赵春晴;李蔓;张凯;沈自才【作者单位】北京卫星环境工程研究所，北京100094;北京卫星环境工程研究所，北京100094;北京卫星环境工程研究所，北京100094;北京卫星环境工程研究所，北京100094;北京卫星环境工程研究所，北京100094【正文语种】中文【中图分类】TM324绝缘线缆在航天器上有着重要的应用，直接影响到航天器器件、部组件的工作寿命、运行可靠性、稳定性等各项指标。
碳纤维在电子束辐射过程中对树脂基复合材料界面性能的影响
碳纤维在电子束辐射过程中对树脂基复合材料界面性能的影响Effect of Carbon F iber on the A dhesi on P rop ertybetw een the F iber and M atrix R esin in E2beam Cu red Com po sites刘玉文,张志谦,黄玉东,刘立洵(哈尔滨工业大学应用化学系,哈尔滨150001)包建文(北京航空材料研究院,北京100095)L I U Yu2w en,ZHAN G Zh i2qian,HUAN G Yu2dong L I U L i2xun(H arb in in stitu te of techno logy,H arb in150001,Ch ina)BAO J ian2w en(In stitu te of A eronau tical M aterials,B eijing100095,Ch ina)摘要:采用XPS和R am an分析了电子束辐射对碳纤维表面性质的影响,研究了碳纤维与基体树脂之间的不充分接触对电子束固化复合材料层间剪切强度的影响,同时分析了碳纤维表面吸附的水分,碳纤维与基体树脂之间的空隙率和碳纤维表面在碳酸氢铵电解液中进行阳极氧化处理后对电子束固化复合材料界面性能的影响,分析了碳纤维表面在电子束辐射过程中与树脂基体的作用机理。
关键词:碳纤维表面性质;电子束固化;界面中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:100124381(2002)022*******Abstract:T he characteristics of electron beam cu ring techn ique are rap id,effective and low co st1It is found that the adhesi on betw een carbon fibers and m atrix of electron beam cu red com po site w as low er than ther m al cu red com po sites1So it is i m po rtan t to study the in terface p roperties of electron beam cu red com po sites1In th is pap er,XPS,R am an w ere u sed to characterize the treated and un treated carbon fiber su rface p roperties and I L SS testing m ethod w as u sed to evaluate the in terfacial adhesi on p roperties of the electron beam cu red com po sites1F rom the resu lts it w as show n that the trace w ater ab so rbed by the carbon fiber and vo id in the com po site m aterial p lay an i m po rtan t ro le in the in terface p rop erties of electron beam cu red com po sites1T he in terface p rop erties of electron beam cu red com po site reinfo rced by carbon fibers w ere decreased by electrochem ically treating w ith the amm on ium b icarbonate,and increased by treating the carbon fibers w ith the electron beam cu rab le coating1Key words:p roperties of carbon fiber su rface;electron beam cu ring;in terfacial adhesi on 电子束固化复合材料技术具有大幅度降低成本的潜能。
电子辐照对VO_2薄膜热致相变过程中光学性能的影响
电子辐照对VO_2薄膜热致相变过程中光学性能的影响卢勇;林理彬;邹萍;何捷;卢铁城
【期刊名称】《人工晶体学报》
【年(卷),期】2001(30)1
【摘要】利用能量为 1.7MeV ,注量分别为 10 13～ 10 15/cm2 的电子束辐照二氧化钒薄膜 ,对辐照及未辐照样品进行了UV VIS、XPS参数测试 ,并测量 90 0nm 处光透射性能随温度的变化。
发现电子辐照导致了VO2 薄膜中的V离子价态由V4 +向V5+转变 ,薄膜热致相变前后的光透射比随注量增加变化较小 ,只在注量为10 14 /cm2 时光透射比减小得较明显 ;相变温度点及热滞回线宽度随注量增加出现显著变化。
并对有关的结果进行了讨论。
【总页数】6页(P99-104)
【关键词】电子辐照;光透射性能;二氧化钒薄膜;热致相变;光学性能
【作者】卢勇;林理彬;邹萍;何捷;卢铁城
【作者单位】四川大学物理系;四川大学分析测试中心
【正文语种】中文
【中图分类】O484.41
【相关文献】
1.真空还原制备的VO_2热致相变薄膜光学性质研究 [J], 卢勇;林理彬
2.价态和结构对VO_2薄膜热致相变光电性能的影响 [J], 卢勇;林理彬;邹萍;何捷;王鹏
3.热致变色VO_2薄膜制备与影响相变因素 [J], 李宏;李云;罗开飞;夏梦玲;王桂荣
4.制备过程中对VO_2薄膜热致相变光电性能的控制 [J], 卢勇;林理彬;邹萍;何捷;王鹏
5.γ射线辐照引起的VO_2薄膜结构和相变光学特性变化 [J], 卢勇;林理彬;何捷;卢铁城
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
氢气氛下电子辐照对氧化铝特性的影响
氢气氛下电子辐照对氧化铝特性的影响
张海涛;孔令柱;张强基;杨本福;罗顺忠;赵国珍;张奇峰
【期刊名称】《真空科学与技术》
【年(卷),期】2001(21)5
【摘要】处在H2 气氛围下的氧化铝陶瓷受电子辐照时表面电导率会发生变化 ,这在某些应用中是非常重要的。
本文采用X射线光电子谱仪对阳极氧化法制备的氧化铝薄膜 (厚度 6 0nm)作了模拟研究。
结果表明 ,原制备的样品存在有氧化铝和氢氧化铝 2种化学状态 ,然而 ,经H2 气氛围下荷能电子 (5keV)辐照后 ,部分氢氧化铝态转变为氧化铝态。
同时 ,样品表面的C污染将降低约 1个数量级。
经上述处理后。
【总页数】3页(P398-400)
【关键词】氧化铝;阳极氧化;电子辐照;氢氛围;化学态变化;陶瓷材料;绝缘性能【作者】张海涛;孔令柱;张强基;杨本福;罗顺忠;赵国珍;张奇峰
【作者单位】复旦大学材料科学系;中国工程物理研究院;机械工业部上海材料研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174.1
【相关文献】
1.气氛对γ射线辐照聚碳硅烷陶瓷先驱丝的化学结构和热解特性的影响 [J], 许云书;傅依备;宋永才;黄瑞良
2.电子辐照条件下初始电位对介质材料表面电位衰减特性的影响 [J], 代银松;张希军;原青云
3.电子辐照条件下真空度对介质材料表面电位衰减特性的影响 [J], 代银松;张希军;原青云;范亚杰
4.热处理气氛对电子辐照直拉硅中氧沉淀的影响 [J], 蔡莉莉;冯翠菊;陈贵锋
5.高阻NTD-FZ-Si-P^+n结电子辐照缺陷能级N_2气氛的退火特性 [J], 董友梅;戴培英
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电子束和γ射线对封套用复合膜的辐照效应比较
前言塑料加工交联工艺一般包括化学方法交联工艺和物理方法交联工艺。
其中化学方法交联工艺指在原材料中加入交联改性剂，在挤出高温的作用下进行化学反应，实现分子之间的交联；而物理方法交联工艺指在常温下采用高能射线辐照制好的薄膜，通过能量传递，直接在薄膜中产生自由基或离子，进行交联。
前者容易存在交联剂分散不均和产生局部过聚反应，形成大量凝胶点，电子束和γ射线对封套用复合膜的辐照效应比较矫阳1杨洪军2程安仁1*代培1陆永俊1郭月莹1（1.北京市射线应用研究中心；2.63963部队）摘要：通过采用电子束和γ射线在空气氛围中对封套用复合薄膜进行辐照处理，比较了两种辐照方式下，复合膜的凝胶含量、拉伸强度、伸长率和水蒸气透过量等性能随吸收剂量变化的趋势。
结果表明：在有氧气参与的空气条件下，复合膜两种辐照方式的辐照效应差异较大。
在电子束辐照处理后，复合膜的凝胶含量明显上升、伸长率下降、强度变化不大，说明其反应是以交联为主导；在γ射线辐照处理后，复合膜的凝胶含量较低，强度和伸长率均出现下降，说明复合膜在γ射线辐照时出现了降解；随着辐照吸收剂量增加，γ射线辐照处理的复合膜的水蒸气透过量有增大的趋势，而电子加速器处理的复合膜的水蒸气透过量变化较小，没有明显的变化趋势。
关键词：电子束γ射线辐照交联降解凝胶含量Comparison of irradiation effects of electron beam and γ-ray on composite film for protective cover Yang jiao1Hongjun Yang2Anren Cheng1*Pei Dai1Yongjun Lu1Yueying Guo1（1.Beijing Research Center for Radiation Application；2. No 63963 Army）Abstract：This article compare the irradiation effects of electron beam and γ-ray on composite film for protective cover in air atmosphere. The changes of gel content, tensile strength, elongation and water vaportransmittance of the composite film with absorb dose were studied. The results show that theirradiation effect of the two methods varies greatly under the air condition. With the irradiation ofelectron beam, the gel content increased, the elongation decreased and the strength nearly notchanged, indicated that cross-linking was the dominant reaction. After γ-ray irradiation, the gelcontent is low compared with that of electron beam; strength and elongation decreased, indicating thedegradation of the film. With the increase of absorb dose, the water vapor transmittance of the filmafter γ-ray processing increase. While the water vapor transmittance of the film with electron beamirradiation nearly keep constant.Keywords：electron beam γ-ray irradiation cross-link degradation gel content既影响制膜过程，还影响膜的光学性能和外观，因此采用化学交联工艺进行交联薄膜生产非常困难；而后者则不存在上述问题，故一般采用辐射交联方式生产交联薄膜。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第21卷第5期高分子材料科学与工程V o l.21,N o.5 2005年9月POL Y M ER M A T ER I AL S SC IEN CE AND EN G I N EER I N G Sep t.2005电子束辐照对PVD F CB导电复合体系性能的影响Ξ刘 锋1,周持兴1,侯李明2,王 军2(1.上海交通大学高分子科学与工程系,上海200240;2.上海维安热电材料有限公司,上海200000)摘要:在较宽的剂量范围内研究了辐照对炭黑填充的聚偏氟乙烯(PVD F CB)导电复合体系性能的影响。
发现在所研究的剂量范围内辐照都能有效降低该体系的室温电阻率。
通过D SC测试和X射线衍射实验发现,电子束辐照在一定剂量下能提高体系的结晶度,但不改变体系的晶型。
室温电阻率的变化是结晶度、结晶完善程度、晶片厚度和辐照引起的CB与PVD F相容性和界面粘结的变化多重作用的结果。
在一定剂量下电子束辐照能显著提高PVD F CB导电复合体系的P T C效应,消除N T C现象。
关键词:聚偏氟乙烯;炭黑;电子束辐照;P T C效应中图分类号:O631.2+3 文献标识码:A 文章编号:100027555(2005)0520125204 聚合物填充炭黑的导电复合材料具有正温度系数(P T C)效应,可用于自控温加热,过热过流保护。
聚偏氟乙烯具有较高的结晶度和熔融温度以及耐长期高温老化,因而利用它制备P T C材料受到了广泛的重视。
章明堙[1]等人研究了结晶热历史对PVD F CB复合材料P T C N T C特性的影响,还使用60Co研究了0～400 kGy剂量范围内辐照对体系电阻2温度行为的作用,认为辐照对室温电阻率的影响不大而P T C强度稍有增加、N T C现象不能完全消除。
罗延龄[2]制备了聚偏氟乙烯 氟橡胶 炭黑自控温型伴热带,并使用电子束辐照对体系进行交联处理,得出320kGy时体系的N T C现象能得到有效抑止而且对P T C强度影响很小,超过500kGy时体系的P T C强度会大大下降。
显然,上述关于辐照对PVD F CB导电复合材料电性能的影响研究的结论存在矛盾。
本文研究了电子束辐照(剂量范围0～900kGy)对低电阻率下PVD F CB导电复合体系性能的影响,还进一步对该体系结构与电性能的关系进行了探讨。
1 实验部分1.1 实验原料聚偏氟乙烯:FR902,熔点160℃,上海三爱富新材料股份有限公司生产;炭黑:粒径49 nm～62nm,DB P吸油值90mL 100g,美国Cabo t公司生产。
1.2 样品制备按照不同比例将聚偏氟乙烯和炭黑在HAA KE R heoCo rd90型转矩流变仪中,在230℃以30r m in混炼15m in。
然后在平板硫化机上于220℃与10M Pa下热压15m in,制备出约1mm厚的样品,趁热将镍箔附在两侧以消除界面电阻,然后在室温12M Pa冷压定型,最后将试样裁成10mm×14mm的样品备用,样品在150℃退火12h,缓慢冷却至室温。
1.3 辐照采用GJ22型高频高压电子加速器,电子能量为1.7M eV,束流3mA,剂量范围0～900 kGy,辐照过程中使用风机鼓风冷却(样品在辐照前经过退火处理)。
1.4 性能表征1.4.1 电阻:2008以下采用ZY9734型小电流电阻测试仪,50M8以下使用FLU KE87I V 型数字电阻表,50M8以上使用ZC36型高阻Ξ收稿日期:2004206201;修订日期:2004209212 基金项目:国家自然科学基金重大项目资助(50390095) 联系人:周持兴计。
1.4.2 Θ～T 曲线:使用程序控温R ～T 曲线测量仪,升温速率2℃ m in ,每10s 采一个点(上海维安热电材料有限公司提供),然后转换为Θ～T 曲线。
1.4.3 结晶:采用PE 公司的Perk in 2E l m er Pyris 21series 差示扫描量热仪,在氮气氛下以10℃ m in 升温速率进行熔融热分析。
样品的质量约为4.6m g 。
XRD 26000日本岛津公司生产,铜靶(CuK Α),加速电压40kV ,电流30mA ,扫描速率2° m in ,扫描范围10°～35°。
2 结果与讨论2.1 炭黑含量对体系导电性的影响由F ig .1可以看到,在填充量小于几何阈值Υ1(在本体系约为8%)时,体系的电阻率Θ随CB 含量的增加变化缓慢,而超过Υ1以后,Θ随CB 含量的少许增加而急剧下降,超过Υ2(本体系约为22.5%)后,Θ下降趋缓。
在一定的温度和压力下,在CB 浓度达到Υ1以前,CB 聚集体在PVD F 内只形成有限大的集团,不能形成贯穿整个体系的网络结构,还不足以产生隧道效应,因此阻值很高基本呈现断路状态。
超过Υ1以后,体系开始出现线度为无限大的集团,贯穿整个体系的网络结构初步形成,电子在电场作用下,通过隧道效应在体系内传播,表现为随着CB 浓度的少量增加体系的电阻率急剧下降。
当超过逾渗阈值Υ2以后,体系出现了大量的无限大集团,导电网络结构朝着均匀化方向发展,体系出现欧姆导电的特征,因此CB 的增加对Θ的贡献就不再明显。
相反,超过逾渗阈值Υ2以后随着CB 含量的进一步增加,体系的P T C 强度急剧下降如F ig .2所示。
由F ig .2可见,在CB 含量超过Υ2以后,增加CB 的填充量,体系的导电性并未得到显著提高,材料的P T C 强度反而下降了近两个数量级。
而且填充大量的CB 使材料的加工变得困难,并增加了复合材料的成本。
F ig .1 roo m te mperature resistiv ity versus CBcon ten t curveF ig .2 resistiv ity -te mperature behav iors of PVD FCB co mposites1:CB 25%;2:CB 31.2%Tab .1 Electr ical properties of the sam ples at differern t condiction sR adiati on do se (kGy )CB content 18.7%Θ(8 c m )Percent of resistivity variati on (%)CB content 25%Θ(8 c m )Percent of resistivity variati on (%)0(unannealed )143.9208.7900(annealed )118.32-17.786.99-20.5015089.88-37.556.05-31.1930084.98-40.955.87-33.2745081.44-43.415.75-34.5560080.37-44.155.75-34.6475078.50-45.465.69-35.3090072.61-49.555.41-38.462.2 辐照对室温电阻率的影响我们在逾渗阈值Υ2附近选取两个点,考察辐照剂量对室温电阻率的影响,结果见T ab .1。
从T ab .1可以看出,退火能够降低初始阻值,经621高分子材料科学与工程2005年 过辐照后进一步降低了该体系的室温电阻率,并且在0～900kGy 范围内随着辐照剂量的增加,电阻率逐渐降低。
我们使用D SC 和W XRD 研究了炭黑浓度为25%的PVD F CB 体系在不同辐照剂量下结晶性能的变化来考察体系的室温电阻率下降的原因。
Tab.2 D SC Dat a of the sam ples at differen t condiction sR adiati on do se (kGy )Peak m elting temperature (℃)H eat of fusi on (J g )0(unannealed )162.4532.340(annealed )163.4236.09150162.9336.84300161.9737.50450160.6036.03600158.9334.81750158.4333.64900155.5833.19F ig .3 XRD pattern s of samples at diff ieren t condiction sa :unannealed ;b :annealed ;C :150kGy ;d :300kGy;e:450kGy;f:600kGy;g:750kGy;h:900kGy .由T ab .2可知,退火以后熔融焓值和熔融峰温大大增加,退火促使PVD F 结晶度提高,结晶变得完善,CB 进一步被排斥到非晶区,从而大大提高了CB 的有效浓度,导致体系的室温电阻率下降。
经过辐照,结晶熔融焓随辐照剂量的增加而增加,随后又随着辐照剂量的增加而略有下降。
在低剂量区,PVD F 的辐照交联度还较低,辐照断裂后的分子链段活性较大,容易重新排列进入晶区,从而使结晶度增加。
随着辐照剂量的进一步增大,PVD F 交联度变大,大分子链活性下降,而晶区受到辐照损伤可导致结晶度缓慢下降,熔融峰值温度也随着辐照剂量的增大而下降。
从体系结晶度与电阻率下降变化趋势的不完全一致,可以看出辐照过程中样品室温电阻率的降低并不单纯由体系结晶度变化所主导,还与结晶完善程度与晶片厚度相关。
我们比较了样品在不同辐照剂量下的X 射线衍射图谱,电子束辐照引起了衍射峰强度和宽度的变化而并没有促使体系新的晶相的生成,体系仍然以Α晶型为主(见F ig .3)。
因此可以认为,体系室温电阻率的下降不是体系晶型的变化引起的。
钟晓光[3]等人研究了电子束辐照引起PVD F 结构上的变化,认为主要是交联和不饱和结构的形成,即在常温辐照下除交联反应外体系的主要反应是大分子自由基的脱H F ,形成更稳定的共轭多烯自由基。
CB 表面有很多酚羟基、羧基、醌型羰基等不饱和含氧官能团,这些官能团能够发生烷基化、酯交换等有机反应。
T subokaw a[4]研究了CB 表面的接枝聚合反应,发现通过带有活性基团的聚合物与炭黑表面的含氧官能团反应能够制备聚合物接枝CB 。
在电子束辐照下,PVD F 大分子分解生成的共轭多烯自由基可以同CB 表面上的不饱和官能团发生反应,从而提高CB 与基体的相容性和界面粘接,使体系的室温电阻率大大下降,而且辐照剂量越高,生成自由基的数目越多,这就不难理解室温电阻率随辐照剂量的升高而逐渐降低。
因此,室温电阻率的变化受到结晶度、结晶完善程度、晶片厚度和辐照引起的CB 与PVD F 相容性和界面粘结的变化所影响,在宏观上表现为室温电阻率随退火和辐照剂量的增加而下降。