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氧化锌晶须改性聚氯乙烯的研究

2020-12-07阅读(178)

氧化锌晶须改性聚氯乙烯的研究

论文摘要

采用四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）作为抗静电填料,利用其特有的三维四针状结构及较高的强度和模量来改善复合材料的抗静电性能和力学性能,克服传统抗静电复合材料力学性能差的缺点。本文对T-ZnOw进行表面改性以及T-ZnOw掺杂铝的实验,制备了PVC/T-ZnOw抗静电复合材料,用毛细管流变仪、SEM等研究了PVC/T-ZnOw复合材料的流变行为、力学性能和电性能。力学性能和电性能研究结果表明：经偶联剂处理的T-ZnOw粒子更有利于提高复合材料的力学性能,但对复合材料的电学性能影响很小。随着T-ZnOw含量的增加,复合材料的各种力学性能均呈现先升高后降低的趋势。复合材料的拉伸强度、常温冲击强度、低温冲击强度、弯曲强度分别在15份、8份、5份和10份时达到最大,比纯PVC分别提高了15%、300%、30%、19%。复合材料的表面电阻率在T-ZnOw含量为8份时降低到1×1012Ω,体积电阻率在T-ZnOw含量为5份时降低到1×1012Ω,而T-ZnOw掺杂铝后,表面电阻率降低两个数量级。流变行为研究结果表明：PVC及其复合材料均为假塑性流体,且复合材料的非牛顿指数整体上比PVC高,对剪切速率的敏感性低于PVC；在同一剪切速率下,PVC/T-ZnOw复合材料的表观粘度比纯PVC高；复合材料的粘流活化能比PVC高,对温度的敏感性比PVC高。为进一步的改善抗静电复合材料的电学性能,本课题采用了炭黑作为填料加入到PVC/T-ZnOw复合体系,从而大大提高了复合材料的电学性能,复合材料表面电阻率在炭黑加入量为6份时降低到104Ω。随着加入炭黑含量的增加,复合材料的拉伸强度逐渐增大,冲击强度和断裂伸长率均呈现降低的趋势。加入ACR对PVC/ZnOw/炭黑复合材料进行增韧,能较大程度提高抗静电复合材料的冲击强度。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 静电的产生及危害
  • 1.2 PVC的研究现状
  • 1.2.1 PVC的基本性能
  • 1.2.2 PVC的应用状况
  • 1.2.3 PVC改性的目的
  • 1.3 抗静电复合材料的研究现状
  • 1.3.1 添加抗静电剂
  • 1.3.2 添加导电填料
  • 1.3.3 与结构型导电高分子共混
  • 1.3.4 目前抗静电复合材料存在的问题
  • 1.3.5 抗静电技术的新进展
  • 1.4 晶须及其改性
  • 1.4.1 晶须的分类及性能
  • 1.4.2 氧化锌晶须及其应用
  • 1.5 炭黑的研究现状
  • 1.6 本课题的提出及研究内容
  • 第二章 实验部分
  • 2.1 主要原料
  • 2.2 主要仪器及设备
  • 2.3 PVC/ZnOw复合材料的制备
  • 2.3.1 ZnOw的表面处理
  • 2O3'>2.3.2 ZnOw掺杂Al2O3
  • 2.4 PVC/ZnOw复合材料的制备
  • 2.5 PVC/ZnOw/炭黑复合材料的制备
  • 2.5.1 炭黑的添加
  • 2.5.2 PVC/ZnOw/炭黑复合材料的制备
  • 2.6 检测方法及表征
  • 2.6.1 力学性能测试
  • 2.6.2 扫描电镜测试
  • 2.6.3 电性能测试
  • 2.6.4 毛细管流变试验
  • 2.6.5 转矩流变行为测试
  • 第三章 PVC/ZnOw复合材料力学性能及电性能的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验配方
  • 3.3 偶联剂含量对复合材料力学性能的影响
  • 3.4 PVC/T-ZnOw复合材料的力学性能
  • 3.4.1 T-ZnOw含量对复合材料拉伸性能的影响
  • 3.4.2 T-ZnOw含量对复合材料冲击性能的影响
  • 3.4.3 T-ZnOw含量对复合材料弯曲性能的影响
  • 3.5 PVC/T-ZnOw复合材料的抗静电性能
  • 3.6 T-ZnOw掺铝对复合材料电性能的影响
  • 3.6.1 铝掺杂氧化锌晶须的制备
  • 3.6.2 铝掺杂对氧化锌晶须电阻率的影响
  • 3.6.3 铝掺杂氧化锌晶须的添加量对PVC抗静电性能的影响
  • 3.7 本章小结
  • 第四章 PVC/ZnOw/炭黑复合材料力学性能及电性能的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 不同的炭黑添加方法对PVC/ZnOw/炭黑复合材料电性能的影响
  • 4.3 炭黑用量对PVC/ZnOw/炭黑复合材料力学性能的影响
  • 4.3.1 炭黑含量对PVC/ZnOw/炭黑复合材料的拉伸强度影响
  • 4.3.2 炭黑含量对PVC/ZnOw/炭黑复合材料的冲击强度影响
  • 4.3.3 炭黑含量对PVC/ZnOw/炭黑复合材料的断裂延伸率的影响
  • 4.4 PVC/ZnOw/炭黑复合抗静电材料的增韧
  • 4.5 本章小结
  • 第五章 PVC/T-ZnOw复合材料流变行为的研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 温度对PVC及PVC/T-ZnOw复合材料表观粘度的影响
  • 5.3 T-ZnOw含量对复合材料非牛顿指数的影响
  • 5.4 T-ZnOw含量对复合材料表观粘度的影响
  • 5.5 T-ZnOw含量对复合材料粘流活化能的影响
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附件一

    • 相关论文文献

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