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基于炭黑填充导电橡胶的压力/温度传感器非线性特性

刘平 , 黄英 , 蔡文婷 , 刘秀梅 , 李锐琦 , 王大月

复合材料学报

通过研究电阻率和电阻几何系数对“负电阻-压力系数”(NPCR)和“正电阻-温度系数”(PTCR)的影响,分析了炭黑填充导电橡胶(导电炭黑/橡胶)的压力/温度传感器的非线性特性.结果表明:导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应产生非线性的主要原因为电阻率的非线性变化;当炭黑体积分数接近渗流体积分数时,其电阻率对体积的变化敏感程度高,此时,导电炭黑/橡胶的NPCR和PTCR效应的非线性特性较强;由于导电炭黑/橡胶的体压缩系数大于其热膨胀系数,且导电炭黑/橡胶在压力场和温度场下的形变过程不同,导电炭黑/橡胶NPCR效应的非线性强于PTCR效应的非线性.

关键词: 复合材料 , 非线性 , 压力 , 温度 , 炭黑 , 导电橡胶 , 柔性触觉传感器

基于炭黑导电碳层电镀制备泡沫铜

常龙飞 , 茹红强 , 张衡 , 王伟 , 张坤

电镀与涂饰

以聚氨酯泡沫为基体,先浸渍炭黑浆料在聚氨酯泡沫表面制备导电碳层,再依次通过预镀铜和酸性镀铜得到镀铜层,最后焚烧得到泡沫铜.利用数码显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察聚氨酯泡沫表面导电碳层和镀铜层的形貌,研究了炭黑浸渍次数对聚氨酯泡沫导电性的影响,以及预镀铜工艺参数对电镀泡沫铜形貌的影响.结果表明:通过浸渍2次炭黑浆料制备的导电碳层可明显增加聚氨酯的导电性.预镀铜的较佳工艺条件为:CuSO4·5H2O 100 g/L,NaC1 0.6 g/L,浓硫酸25 mL/L,十二烷基硫酸钠0.05 g/L,PEG600 0.15 g/L,DETU 0.01 g/L,电流0.5 A,温度25℃,搅拌速率10 r/min.在最优条件下,通过15 min的预镀铜和10 min酸性镀铜后,铜层厚度为60～110 μm.本工艺利用炭黑浆料浸渍法制备导电层,可简化泡沫铜的制备过程.

关键词: 泡沫铜 , 电镀 , 导电层 , 炭黑 , 浸渍 , 电阻 , 表面形貌

导电聚甲醛/炭黑复合材料的制备及其表面直接电镀铜

宋波 , 黄元盛

电镀与涂饰

利用双螺杆挤出机制备了聚甲醛(POM)/炭黑导电复合材料,研究了导电填料炭黑及抗静电剂聚乙二醇600油酸酯的含量对复合材料表面电阻率、拉伸强度和冲击强度的影响.当炭黑的用量为20％,抗静电剂聚乙二醇600油酸酯用量为6％时,所制备的导电POM/炭黑复合材料的拉伸强度为34.2 MPa,冲击强度为7.3 kJ/m2,表面电阻率为100 Ω.在其表面直接电镀铜,所得铜镀层均匀、致密,与基体有良好的结合力.

关键词: 聚甲醛 , 炭黑 , 复合物 , 抗静电剂 , 导电性 , 电镀铜 , 结合力

基于炭黑填充导电橡胶的压力传感器非线性特性

刘平 , 黄英 , 廉超 , 蒋红生 , 刘秀梅 , 赵小文

高分子材料科学与工程

通过分析力敏炭黑填充导电橡胶（力敏导电炭黑/橡胶）＂负电阻-压力系数＂（NPCR）的主因,研究了基于炭黑填充导电橡胶的力传感器非线性特性。研究表明,当炭黑体积分数接近临界渗流体积分数时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小;炭黑体积分数在渗流区时,NPCR非线性的主因为电阻率的非线性减小和导电橡胶应力-应变关系的非线性;若炭黑体积分数在传导区时,NPCR非线性的主因为应力-应变关系的非线性。随着炭黑体积分数的增大,力敏导电炭黑/橡胶的NPCR非线性逐渐减弱。此外,由于界面压阻效应以及导电橡胶近似不可压缩体的性质,用于获取NPCR效应的电极分布形式也对NPCR效应的非线性特性存在影响。

关键词: 非线性 , 炭黑 , 导电橡胶 , 触觉传感器

导电原位微纤化复合材料的有机液体响应特性

郜菁 , 许向彬 , 高杰峰 , 李忠明

高分子材料科学与工程

通过熔融预混合-高温挤出热拉伸-淬冷-低温成型方法制备导电原位微纤化CB/PET/PE材料,CB选择性分布在PET微纤中,微纤相互搭接形成导电网络.将试样浸入二甲苯溶液测试其电性能对有机液体的敏感性,结果表明,原位微纤化CB/PET/PE材料的电阻率迅速升高,相对于普通CB/PE导电复合材料有更高的响应强度,这是由其特殊的微观结构和形态决定的;另外,材料电阻率的变化与其厚度相关,当试样厚度由140μm增加至500μm时,材料的电阻率对二甲苯的敏感程度降低.

关键词: 原位微纤化复合材料 , 炭黑 , 相对电阻率 , 厚度

水性炭系电热涂料的制备及性能研究

赵海霞 , 夏金童 , 王双 , 赵庆才 , 赵敬利 , 李允柱 , 刘奉来

电镀与涂饰

以水性丙烯酸树脂为粘结剂,石墨为主要导电填料,配入其他导电填料制备了水性炭系电热涂料.研究了水性丙烯酸树脂添加量、溶剂水的用量、固化温度和导电填料种类对涂层电热性能的影响,并测试了最佳条件所得涂层的使用性能.结果显示,水性丙烯酸树脂与石墨的质量比为5∶5时,涂层在80 V的电压下通电5 min,表面温度可达95℃.溶剂水的添加量宜23％～27％,涂层固化温度宜50℃左右.在所选炭黑、煅后焦、无烟煤、三氧化二铝、二氧化硅和碳化硅这6种填料中,石墨与炭黑复合后所得涂层电热性能最好.当m(水性丙烯酸树脂)∶m(石墨)∶m(炭黑)=5∶4∶1时,40 V电压时涂层表面温度可迅速达到100℃以上,且耐水性、耐热性、硬度和附着力均满足使用要求.

关键词: 水性丙烯酸树脂 , 填料 , 石墨 , 炭黑 , 电阻率 , 电热性能

多级拉伸PP/PA1010/CB导电复合材料的结构与性能

孙小杰 , 喻琴 , 高胜玲 , 李姜 , 郭少云

高分子材料科学与工程

利用自主设计的多级拉伸挤出设备,制备了含不同长径比的聚酰胺/炭黑（PA1010/CB）纤维的原位微纤聚丙烯/聚酰胺/炭黑（PP/PA1010/CB）导电复合材料,炭黑仅选择性分散在PA1010中,形成一种特殊的双逾渗现象。扫描电子显微镜观察、电学性能测试结果表明,随着分割叠加单元个数的增加,（PA1010＋CB）导电相经历了由球状变成高长径比纤维状,然后纤维被拉断成短纤维,最后又重新拉伸成长纤维的过程。相应地,其体积电阻率也随着导电相形态的演变而先急剧下降,然后上升,最后又降低,电阻率最大下降了5个数量级。复合材料的形态演变和导电性能都极大地依赖于分割叠加单元（LME）个数。

关键词: 聚丙烯 , 聚酰胺 , 炭黑 , 多级拉伸挤出 , 导电复合材料

氯化钴改性聚苯胺/炭黑超级电容器材料

刘志森 , 李泽胜 , 张志远

合成材料老化与应用

采用原位化学聚合的方法合成了氯化钴改性的聚苯胺/炭黑复合材料.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等对其微观形态和电化学性质进行了分析.结果表明,添加钴盐改性的聚苯胺复合材料的电化学活性得到提高,并且显示出良好的放电容量和较好的功率特性.

关键词: 超级电容器 , 氯化钴 , 聚苯胺 , 炭黑

超级电容器用聚苯胺/炭黑复合材料的研究

徐鑫 , 李泽胜 , 钟华文 , 刘志森

合成材料老化与应用

采用原位化学聚合的方法合成了聚苯胺/炭黑复合材料.利用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(Fr-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等对其微观形态和电化学性质进行了分析.结果表明,添加炭黑的聚苯胺复合材料的电化学活性得到提高,其中炭粉质量分数为复合物总量的15％的样品表现最好,与纯聚苯胺相比,其比电容量从180F/g提高到370F/g,提高了将近105.5％.

关键词: 超级电容器 , 聚苯胺 , 炭黑 , 电化学

A Facile Synthesis of Carbon Black Fluid Grafting by Polyetheramine Using Neutralization Reaction

武汉理工大学学报-材料科学版(英文版) doi:10.1007/s11595-014-0921-8

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