抗静电HDPE和HIPS片材的研究

论文摘要

高分子抗静电材料是目前应用比较广泛的一种功能高分子材料,因其特有的电学和力学特性,以及其良好的加工成型方式而受到广泛的研究。本文通过对不同导电填料填充高密度聚乙烯(HDPE)和炭黑填充高抗冲聚苯乙烯(HIPS)分别进行了一系列的研究。尤其对炭黑填充法生产高分子抗静电材料的特点,以及在加工生产中影响产品性能的一些因素进行了分析。主要工作如下:1、分别对普通型抗静电材料、永久性抗静电材料、金属纤维、导电金属氧化物及导电炭黑五种抗静电填料填充HPDE的方式和效果进行研究。并得出结论:各种抗静电填料在加工使用中互有优缺点;并着重对填充用量、加工难易程度、抗静电效果、受加工工艺影响程度进行了分析比较。针对炭黑填充法进行了深入研究,采用熔融法要优于固相混合法。2、对炭黑填充相容体系SBS/HIPS的配方组成,加工方式等进行研究。并得出结论:采用复合体系可明显降低炭黑在抗静电片材中的填充用量;采用挤出压光法制得的片材其表面电阻率要大大高于采用模压法生产的片材;在加工中低的螺杆压缩比、低的牵引速率等因素均有利于生产出表面电阻率较小的抗静电片材。3、通过对炭黑填充不相容体系HIPS/LDPE的研究。证明采用适当比例的LDPE加入到HIPS中可以大幅降低所得片材的表面电阻率。同时也证明采用向HIPS中加入LDPE/炭黑母粒的方式来生产抗静电片材是不可行的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 导电填料的分类介绍
• 1.2.1 普通型抗静电材料
• 1.2.2 永久性抗静电材料
• 1.2.3 无机填充抗静电材料
• 1.2.4 镀层型防静电包装材料
• 1.3 复合型导电材料的导电机理
• 1.3.1 导电通路的形成
• 1.3.2 通路形成后的导电
• 1.3.3 炭黑填充型导电复合材料的导电理论
• 1.3.3.1 逾渗理论
• 1.3.3.2 导电通道理论
• 1.3.3.3 隧道效应理论
• 1.3.3.4 电场发射理论
• 1.3.4 多相复合基体及双逾渗效应
• 1.4 导电高分子材料的应用
• 1.4.1 结构型导电高分子材料的应用
• 1.4.2 炭黑填充复合型导电材料的应用
• 1.5 复合型高分子导电材料的研究进展
• 1.5.1 导电介质的优化研究
• 1.5.2 聚合物基体优化的研究
• 1.5.3 复合材料制备工艺的研究
• 1.6 本论文研究的目的、意义及内容
• 第二章 不同抗静电填料填充HDPE抗静电片材的研究
• 2.1 普通型抗静电材料填充
• 2.1.1 实验部分
• 2.1.2 测试结果及讨论
• 2.2 永久性抗静电材料填充
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.2 测试结果及讨论
• 2.3 金属纤维填充
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.2 测试结果及讨论
• 2.4 导电金属氧化物填充
• 2.4.1 实验部分
• 2.4.2 测试结果及讨论
• 2.5 导电炭黑填充
• 2.5.1 实验部分
• 2.5.2 测试结果及讨论
• 2.5.2.1 三种炭黑外形及加工情况
• 2.5.2.2 三种炭黑对导电性能的影响
• 2.5.2.3 不同混合方式对表面电阻率的影响
• 2.5.2.4 不同混合程度对片材表面电阻率的影响
• 2.5.3 导电炭黑填充的优缺点及应用范围
• 2.6 小结
• 第三章 炭黑填充HIPS抗静电片材的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 主要设备
• 3.1.3 样品制备
• 3.1.4 性能测试
• 3.2 结果讨论
• 3.2.1 不同复合体系及加工工艺下的表面电阻率
• 3.2.2 不同压缩比螺杆挤出对表面电阻率的影响
• 3.2.3 在挤出压光法制片过程中片材厚度对导电性能的影响
• 3.3 小结
• 第四章 HIPS/LDPE/炭黑复合体系的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 主要设备
• 4.1.3 样品制备
• 4.1.4 性能测试
• 4.2 结果讨论
• 4.2.1 LDPE加入表面形貌的影响
• 4.2.2 LDPE加入对表面电阻率的影响
• 4.3 小结
• 结论及今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书