（流体机械及工程专业论文）新型微纳叠层导电复合材料制备装置及其性能研究.pdf

学位论文数据集 中图分类号t q 3 2学科分类号 4 7 0 3 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 2 0 7 3 8 密级公开 学位授予单位代码1 0 0 1 0学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名钟雁学号 2 0 0 9 0 0 0 7 3 8 获学位专业名称流体机械及工程获学位专业代码 0 8 0 7 0 4 课题来源自选研究方向高分子材料成型加工 论文题目 新型微纳叠层导电复合材料制备装置及其性能研究 微层共挤出，交替结构，层叠器，共混形态，体积电阻率，导电机理，数 关键词 值模拟 论文答辩日期2 0 1 2 年5 月2 5 日论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称 工作单位学科专长 指导教师杨卫民教授北京化工大学聚合物加工原理及设备 评阅人l 张有忱教授北京化工大学机械设计 评阅人2 谢鹏程副研究员北京化工大学 高分子材料先进制造 撇员蝴李培杰教授清华大学 轻金属材料的研究开发 答辩委员1张亚军 教授北京化工大学机械控制和塑料机械 答辩委员2谢鹏程副研究员北京化工大学 高分子材料先进制造 答辩委员3丁玉梅 副研究员北京化工大学高分子材料先进制造 答辩委员4杨于光副教授北京化工大学 塑料机械 答辩委员5马秀清副教授 北京化工大学聚合物加工原理及设备 答辩委员6毕超 副教授北京化工大学 橡塑装备 答辩委员7何红副教授 北京化工大学聚合物加工理论及设备 答辩委员8李翱讲师 北京化工大学 聚合物成型装备 答辩委员9党开放 讲师北京化工大学 机电系统控制理论 注：一论文类型：基础研穷 2 应用研穷3 井右研霸4 苴官 二中图分类号在中国图书资料分类法查询。 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t13 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中查询。 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。 摘要 新型微纳叠层导电复合材料制备装置及其性能研究 摘要 随着社会的发展，人们对塑料制品的要求也越来越高。以往塑料工业 的发展主要依赖于绝缘产品的研究和应用，随着科学家们对半导体、导体 甚至超导体的探索及各行业对导电塑料应用需求的增大，导电塑料生产技 术发展日新月异。微层共挤出技术最早由美国科学家于上世纪6 0 年代末 提出，作为一种先进的成型技术，可将两种或多种不同聚合物加工成具有 成百上千层交替结构的复合材料。经过几十年的发展，该技术正逐渐由科 学研究阶段向工业应用阶段过渡。本文以微层共挤出技术为基础，主要对 交替多层结构复合材料的导电性进行了研究。 1 、本文对导电塑料不同的制备方法进行了总结，并对各种导电理论 进行了综述；对微层共挤出技术的发展及现状进行了概括，并着重描述微 层共挤出技术的原理；提出了一种全新的微层共挤出技术。 2 、设计了微层共挤出技术的核心设备层叠器，并对其结构原理进行 了详细的描述，针对层叠器的分层效果进行了相关实验。实验结果表明， 与搭接式层倍增模具相比，无论是分层效果还是分层效率，层叠器都有明 显优势；层叠器可使复合材料的层数呈2 2 叶1 提高，且微层分布均匀，可 通过螺杆转速及口模厚度调节。 3 、采用实验室自制的微层共挤实验设备，主要研究了不同聚合物 导电填料体系的导电性能，并与传统加工工艺进行了对比。实验结果表明， 北京化工大学硕士学位论文 交替结构导电复合材料可通过双逾渗行为极大降低逾渗阈值，可降低成 本；层数的增多会对填料在聚合物基体中的分散状态产生变化，进而对复 合材料的导电效果产生不利影响；微层结构对炭黑( c b ) 及不锈钢纤维 ( s s f ) 两种填料在p p 基体中形态的影响不同，前者主要体现在对c b 团聚体及链状结构的破坏，后者主要体现在对s s f 在基体中的取向影响， 从而导致导电各向异性。 4 、层叠器流道由四个分流道组成，流程差导致聚合物熔体在其中的 流动并不均匀，采用a n s y s 软件对已有层叠器流道结构进行优化，发现 保持其他结构尺寸不变，只改变上下两分流道的入口尺寸即可；另外针对 已有带阻尼块成型口模对微层结构的破坏作用，建议采用t 型口模，并 通过模拟分析得到理想的口模结构尺寸。 关键词：微层共挤出，交替结构，层叠器，共混形态，体积电阻率，导电 机理，数值模拟 i i a b s t r a c t s t u d yo fp e r f o r m a n c eo nt h en e wd e v i c ef o r p r e n l r i n gm i c r o n a n oa 1 月e r n a t i n g m u i j i l a y e r e dc o n d u c t i v ec o m p o s i t e s a b s t r a c t a l o n gw i t ht h es o c i a ld e v e l o p m e n t ，t h ed e m a n df o rp l a s t i cp r o d u c t sh a s b e c o m eh i g h e r i nt h ep a s t ，t h ed e v e l o p m e n to fp l a s t i c si n d u s t r ym a i n l y d e p e n d e do nt h er e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fi n s u l a t o r t h et e c h o n o l o g i e so f p r e p a r i n gc o n d u c t i v ep l a s i t cd e v e l o p e d f a s ta sar e s u l to ft h e i n c r e a s i n g d e m a n da n de x p l o r a t i o no fc o n d u c t o r ，s e m i c o n d u c t o re v e ns u p e r c o n d u c t o r t h em i c r o l a y e rc o e x t r u s i o nt e c h n o l o g yw a sf i r s t l y p r e s e n t e db ya m e r i c a n s c i e n t i s t si nt h el a t e19 6 0 s ，w h i c hc o u l dc o m b i n et w oo rm o r et y p e so f p o l y m e r si n t oc o m p o s i t e sw i t hh u n d r e d so rt h o u s a n d so fa l t e m a t el a y e r s w h o s et h i c k n e s se v e nr e a c h e dn a n o m e t e r s f o rd e c a d e s d e v e l o p m e n t ，i th a s b e e nt r a n s i t i n gf r o ms t a g eo fs c i e n t i f i cr e s e a r c ht oi n d u s t r i a la p p l i c a t i o n t h i s p a p e rf o c u s e do nt h ec o n d u c t i v i t yo fc o m p o s i t e sw i t ha l t e m a t i n gm u l t i l a y e r s t r u c t u r eb a s e do nt h em i c r o l a y e rc o e x t r u s i o nt e c h n o l o g y f i r s t l y , t h i sp a p e rs u m m a r i z e dp r e p a r a t i o nm e t h o d so fc o n d u c t i v ep l a s t i c ， a n dc o n c l u d e dd i f f e r e n tc o n d u c t i v et h e o r i e s t h ed e v e l o p m e n ta n dc u r r e n t s i t u a t i o nw e r ea l s os u m m e du p ，a n dt h e f o r m i n gp r i n c i p l e so fm i c r o l a y e r i i i 北京化工大学硕士学位论文 c o e x t r u s i o nw a se m p h a c i a l l yd e s c r i b e d an o v e l m i c r o l a y e rc o e x t r u s i o n t e c h n o l o g yw a sp r o p o s e dw i t hm o r ea d v a n t a g e s s e c o n d l y , m u l t i p l y i n ge l e m e n tw a se m p h a t i c a l l yi n t r o d u c e da st h ec o r e u n i t ，i n c l u d i n gt h ed e s i g no fs t r u c t u r ea n dm o l d i n gp r i n c i p l e t h ee x p e r i m e n t a l r e s u l t ss h o w e dt h a tn o v e lm u l t i p l y i n ge l e m e n th a db e t t e rl a y e r e de f f e c t sa n d e f f i c i e n c yc o m p a r e dw i t ht r a n d i t i o n a ll a p p e do n e s i ti n c r e a s e dn u m b e ro f l a y e r sw i t h2 n + 1 ，a n dt h et h i c k n e s so fm i c r o l a y e rw a su n i f o r mi na c c o r d a n c e w i t hs p e e do fe x t r u d i n gs c r e wa n dt h i c k e n e s so fd i e t h i r d l y , t h ec o n d u c t i v i t yo fc o m p o s i t e sw i t hd i f f e r e n tc o n d u c t i v ef i l l e r s w a sp r i m a r i l ys t u d i e du s i n go w nm i c r o l a y e rc o e x t r u s i o nd e v i c e sc o m p a r e d w i t ht h a to fc o m p o s i t e si nt r a d i t i o n a lp r o c e s s i n gm e t h o d t h er e s u l t ss h o w e d t h a ta l t e m a f i n gm u l t i l a y e rc o m p o s i t e sc o u l dr e d u c et h ep e r c o l a t i o nt h r e s h o l d s i g n i f i c a n t l yt h r o u g hd o u b l ep e r c o l a t i o np h e n o m e n o na n dt h e nr e d u c ec o s t a s ar e s u l to fi n c r e a s i n gn u m b e ro fl a y e r s ，t h em o r p h o l o g yo ff i l l e r sd i s p e r s i n gi n p o l y m e rm a t i xc h a n g e d ，t h e na d v e r s e l ya f f e c t e dc o n d u c t i v i t yo fc o m p o s i t e s t h em i r o l a y e rs t r u c t u r ee m b o d i e dv a r i o u se f f e c t so nd i s p e r s i n gm o r p h o l o g i e s o fc ba n dss fi np pm a t i x f o r m e rm a i n l yr e f l e c t e di nt h ed e s t r u c t i o no fc b a g g r e g a t ea n dc h a i ns t r u c t u r e ，l a t t e rr e f l e c t e di nt h eo r i e n t a t i o no fss f , l e a d i n g t oa n i s o t r o p yo fc o n d u c t i v i t y l a s t l y , t h e c h a n n e lo fm u l t i l y i n ge l e m e n tc o n s i s t e do ff o u rc h a n n e l s w h o s ef l o w i n gd i s t a n c ew e r ed i f f e r e n t ，s of l o w i n gu n i f o r m i t yw a sd e s t r o y e d u s i n ga n s y ss o f t w a r eo p t i m i z es t r u c t u r eo f c h a n n e l so fm u l t i l y i n ge l e m e n t ， i v a b s t r a c t a n dr e s u l t ss h o w e dt h a tj u s tc h a n g i n gt h ed e m e n s i o n so fu p p e ra n dn e t h e r c h a n n e l sc o u l dm e e tt h ed e m a n d s f u r t h e r m o r e ，s u g g e s t i n ga d o p t i n gt - s t y l e d i ei n s t e a do ft h a tw i t hd a m p i n gb l o c k ，w h i c hc o u l dd e s t r o yt h em i r o l a y e r s t r u c t u r e ，i d e a ld e m e n s i o n sa l s ow e r ea c h i e v e db ys i m u l a t i n ga n da n a l y s i n g k e y w o r d s ：m i c r o l a y e rc o e x t r u s i o n ，a l t e m a t i n gm u l t i l a y e r , m u l t i p l y i n g e l e m e n t ，b l e n d i n gm o r p h o l o g y , v o l u m er e s i s t i v i t y , c o n d u c t i v em e c h a n i s m ， n u m e r i c a ls i m u l a t i o n v 北京化工大学硕士学位论文 v l 目录 目录 第一章绪论。1 1 1 导电塑料概述一1 1 1 1 导电塑料制备方法1 1 1 2 导电塑料导电理论5 1 2 微层共挤技术概述6 1 3 研究的目的和意义。1 0 1 4 主要研究内容1 0 第二章新型交替多层复合材料制备装置及性能初探。1 1 2 1 引言一i1 2 2 层叠器的结构设计11 2 2 1 微层共挤出系统l l 2 2 2 层叠器流道设计及原理1 2 2 2 3 层叠器外形设计1 4 2 3 层叠器性能初探实验1 6 2 3 1 层叠器分层效果实验1 6 2 3 2 螺杆转速对层厚的影响1 8 2 3 3p a 6 p p 体系微层共挤效果。2 1 2 4 本章小结2 4 第三章基于模内层叠填充型复合材料导电性能的研究2 5 3 1 引言2 5 3 2 基于模内层叠聚合物炭黑体系导电性能的研究2 5 3 2 1 实验部分2 5 3 2 2 结果与讨论2 7 3 2 3 应用举例31 3 3 基于模内层叠聚合物纤维体系导电性能的研究3 2 3 3 1 实验部分。3 2 v i i 北京化工大学硕士学位论文 3 3 2 结果和讨论3 3 3 4 本章小结4 0 第四章基于a n s y s 的层叠器和成型口模数值模拟4 1 4 1 引言4 1 4 2 聚合物熔体挤出成型基本理论4 1 4 2 1 基本假设4 1 4 2 2 基本方程4 2 4 3 层叠器流道优化设计4 3 4 3 1 流道三维模型的建立4 3 4 3 2 物性参数的选择4 5 4 3 3 网格划分4 5 4 3 4 边界条件一4 6 4 3 5 速度场分析一4 6 4 3 6 压力场分析4 6 4 4 成型口模流道优化设计5 0 4 4 1 流道三维模型的建立5 0 4 4 2 物性参数的选择。51 4 4 3 网格戈0 分5 1 4 4 4 边界条件5 1 4 4 5 速度场及压力场分析5 2 4 5 本章小结5 5 第五章结论与展望5 7 5 1 结论5 7 5 2 展望5 7 参考文献5 9 致谢。6 3 研究成果及发表的学术论文6 5 v i i i 目录 作者及导师简介6 7 i x 北京化工大学硕士学位论文 x c o n t e n t s c h a p t e r 1i n t r o d u c t i o n 1 1 。1i n t r o d u c t i o no fc o n d u c t i v ep l a s t i c 1 1 1 1p r e p a r i n gm e t h o d so fc o n d u c t i v ep l a s t i c 1 1 1 2t h e o r i e so fc o n d u c t i v ep l a s i t c 5 1 2s u m m a r yo fm i c r o l a y e rc o e x t r u s i o nt e c h n o l o g y 6 1 3r e s e a r c ho b j e c f i v ea n ds i g n i f i c a n c e 1 0 1 4m a i nr e s e a r c hw o r k 1 0 c h a p t e r2n o v e lp r e p a r i n gd e v i c eo fl a m i n a t i n gm u l t i l a y e rc o m p o s i t e s a n dt e n t a t i v ee x p l o r a t i o no fi t sp e r f o r m a n c e s 1 1 2 1p r e f a c e 11 2 2s t r u c t u r a ld e s i g no fm u l t i p l y i n ge l e m e n t 11 2 2 1m i c r o l a y e rc o n e x t r u s i o ns y s t e m 11 2 2 2t h e o r i e sa n dc h a n n e ld e s i g no fm u l t i p l y i n ge l e m e n t 1 2 2 2 3s h a p ed e s i g no fm u l t i p l y i n ge l e m e n t 1 4 2 3p r i m a r yp e r f o r m a n c et e s to fm u l t i p l y i n ge l e m e n t 1 6 2 3 1l a m i n a t i n ge f f e c te x p e r i m e n to fm u l t i p l y i n ge l e m e n t - 1 6 2 3 2e f f e c t so fs c r e ws p e e do nt h i c k n e s so fl a y e r 1 8 2 3 3m i c r o l a y e rc o e x t r u s i o ne f f e c t so fp a 6 p ps y s t e m 2 1 2 4s u m m a r y 2 4 c h a p t e r3r e s e a r c h e so fc o n d u c t v ep r o p e r t i e so ff i l l e r - f o r mc o m p o s i t e s b a s e do ni n m o l dl a m i n a t i n gt e c h n o l o g y 2 5 3 1p r e f a c e 2 5 3 2s t u d yo fc o n d u c t i v ep r o p e r t i e so fp o l y m e r c bs y s t e m 2 5 3 2 1 e x p e r i m e n t a ls e c t i o n 2 5 ：；2 2r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 2 7 3 2 3 a p p l i c a t i o ne x a m p l e 31 x l 北京化工大学硕士学位论文 3 3s t u d yo f c o n d u c t i v ep r o p e r t i e so f p o l y m e r f i b r es y s t e m 3 2 3 3 1e x p e r i m e n t a ls e c t i o n 3 2 3 3 2r e s u l t sa n dd i s c u s s i o n 3 3 3 4s u m m a r y 4 0 c h a p t e r4n u m b e r i c a ls i m u l a t i o no fm u l t i p l y i n ge l e m e n t sa n df o r m i n g d i e sb a s e do na n s y ss o f t w a r e 4 1 4 1p r e f a c e 4 1 4 2 p r i n c i p a lt h e o r i e so fe x t r u s i o nm o l d i n go fp o l y m e r 4 1 4 2 1p r i n c i p a la s s u m p t i o n 4 1 4 2 2p r i n c i p a l e q u a t i o n 4 2 4 3 o p t i m a ld e s i g no fc h a n n e l so fm u l t i p l y i n ge l e m e n t 4 3 4 3 1 b u l d i n g3 dm o d e lo fc h a n n e l 4 3 4 3 2s e l e c t i n gp h y s i c a lp a r a m e n t e r 4 5 4 3 3m e s h i n g 4 5 4 3 4b o u n d a r yc o n d i t i o n s 4 6 4 3 5 a n a l y s i so fv e l o c i t yf i e l d 4 6 4 3 6a n a l y s i so fp r e s s u r ef i e l d 4 6 4 4 o p t i m a ld e s i g no fc h a n n e l so ff o r m i n gd i e 5 0 4 4 1b u l d i n g3 dm o d e lo fc h a n n e l 5 0 4 4 2s e l e c t i n gp h y s i c a lp a r a m e n t e r 5 1 4 4 3 m e s h i n g 51 4 4 4b o u n d a r yc o n d i t i o n s 51 4 4 5a n a l y s i so fv e l o c i t yf i e l da n dp r e s s u r ef i e l d 5 2 4 5s u m m a r y 5 5 c h a p t e r5c o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t s 5 7 1 ；1c o n c l u s i o n s 5 7 5 2p r o s p e c t s 5 7 r e f e r e n c e s 5 9 a c k n o w l e d g e m e n t s 6 3 x i i c o n t e n t s r e s e a r c ha c h i e v e m e n t sa n dp u b l i s h e dp a p e r s 6 5 b r i e fi n t r o d u c t i o no ft u t o ra n da u t h o r 。6 7 北京化工大学硕士学位论文 x 符号说明 符号说明 层数 层叠器个数 分层单元个数 层厚比 螺杆转速比 螺杆转速，r m i n 体积电阻率，q c m 体积电阻，q 试样表面积，c m 2 试样平均厚度，c m 微层层厚，g m 纤维直径大小，岬 微层层厚与纤维直径比 无穷剪切粘度，p a s 零剪切粘度，p a s 时间常数 剪切速率，s 以 幂律指数 特征参数 z ， 聊 m k p r s 三 日 办 p 玑 啪允y ” 口 北京化工大学硕士学位论文 x v i 第一章绪论 1 1 导电塑料概述 第一章绪论 近年来，导电塑料的应用越来越受到人们的重视，以往塑料在高分子工业中主要 以绝缘体产品的形式存在和发展，自从1 9 7 7 年美国科学家首次公开对导电塑料的研 究后，越来越多的研究者争相涉及这一领域，导电塑料的种类越来越多，制备技术也 愈发先进，使得导电塑料产品成为整个塑料工业的亮点之一。 导电塑料出现之前，塑料被误认为只能用作绝缘体产品，随着化学手段及物理改 性方法的不断完善，各种导电塑料产品也层出不穷。化学手段主要是通过改变高分子 材料的分子链结构使其达到导电效果；物理改性主要是指用导电填料填充或表面处理 的工艺使塑料由绝缘体变为导体。通过化学手段及物理改性方法制备的导电塑料主要 可分为结构型和复合型两大类。结构型导电塑料由于在结构上进行了改进，具有很多 其他材料无法比拟的电学优势，比如在室温下其电导率变化范围宽，容易加工成型等， 但合成工艺比较复杂，产品种类少且稳定性较差；复合型导电塑料兼有导电性及高分 子材料的优点，并占据了现有导电塑料的约9 0 ，应用前景更为广阔。 导电塑料正用于越来越多的领域，如图1 1 所示。导电塑料可作为抗静电、电磁 屏蔽元件应用于电子产品领域，也可用作防爆产2 夕1 - 壳以及在煤矿、油田等场合使用 电器外壳等；塑料芯片由于其低成本高性能的优点，正逐步得到推广，取代硅芯片指 日可待；导电塑料作为电池元件由于其环保性正得到迅猛发展，与传统的重金属电池 相比有着不可比拟的优势；其他方面，如生命科学、太阳能等领域，导电塑料的应用 也取得了突破性效果。总之，导电塑料作为近几十年发展起来的多功能型材料，在各 行各业得到越来越广泛的应用，有着广阔的发展前景。 图1 - 1 导电塑料应用举例 f i g 1 - 1t h ep r a c t i c a la p p l i c a t i o no fc o n d u c t i v ep l a s t i c 1 1 1 导电塑料制备方法 复合型导电塑料的制备方法多种多样，根据制备工艺的不同主要有表面处理法、 北京化工大学硕士学位论文 填料分散法、分散相层状分散法以及导电填料层积复合法。 1 1 1 1 表面处理法 表面处理法是通过对塑料表面进行如热喷涂、电镀层等相应处理工艺以得到电阻 率较低制品的方法。 热喷涂技术是利用热源将丝材或粉末瞬时加热到熔融状态，并以高速喷到塑料制 品表面上而形成导电覆盖层【l 】。余颖 2 1 等将碳纳米管涂覆在聚丙烯和聚苯乙烯薄板上， 然后采用热喷涂的方法制备导电覆膜，并对导电覆膜的形态及电性能进行表征，发现 该方法可使碳纳米管在薄板表面均匀分布，从而可大幅提高薄板的导电效果。 与热喷涂技术不同，导电涂层法是通过涂覆的方式使塑料表面形成导电层，可改 善放电效率并延长循环寿命，主要用于电磁屏蔽产品。刘栗加【3 】等将铜金粉涂料均匀 涂抹到a b s 板上形成导电涂层，并对制品的表面电阻率进行了表征，结果表明，该 形式涂层在一定时间内具有比较稳定的屏蔽效果。赵酬4 】等分别选用p v c 、p m m a 和 p c 为基材板，然后将微米级厚度的导电涂料p e t 薄膜涂在表面，制备出的抗静电板 具有表面光滑、透明度高等优点。 1 1 1 2 填料分散法 填料分散法是指将导电填料在聚合物基体内形成导电通路，从而制备导电塑料的 方法。导电填料在聚合物基体中的分散形态主要可分为三种：“海岛结构、分散相 纤维化及层化结构【5 1 。导电填料按形态主要可分为颗粒状填料、纤维状填料及其他混 合体系填料。 ( 1 ) 颗粒状填料 由于来源广泛，成本较低，导电性能良好等优点，炭黑( c b ) 已成为目前最为广 泛应用的导电填料，炭黑填充导电塑料的相关研究主要集中在炭黑的改性、新结构炭 黑的研制及炭黑填充工艺等方面。李继新【6 】等首先将e v a 和l d p e 用开炼机进行混炼， 然后加入c b 、发泡剂等继续混炼，并将混炼料通过模压成型制得样品，电性能测试 结果发现，c b 的加入不影响复合材料的泡沫特性，反过来泡沫结构又对复合材料的 负温度系数( n t c ) 强度有促进作用；马少康1 7 等将聚苯胺处理的炭黑与聚丙烯先通 过密炼机混炼，然后将密炼混合料进行造粒，再进行注塑成型，着重研究了注射压力 和保压压力对复合材料导电性能的影响，实验结果表明，注射压力的降低和保压压力 的提高都对复合材料的导电性能有一定促进作用。 石墨作为导电填料也逐渐成为研究热点。目前采用石墨作为导电填料制备复合型 导电塑料的方法主要有两种，碱金属插层聚合法和膨胀石墨共混复合法。k i m 8 等采 2 第一章绪论 用钾插层石墨法制备了聚苯乙烯( p s ) 石墨复合材料，电性能测试结果发现，当石 墨含量仅为1 0 时，电导率就可达到1 3 x 1 0 s c m ，说明该方法制备的导电复合材料 有很好的导电效果；李大军【9 】等用自制膨胀石墨与环氧树脂制备了环氧树脂改性石墨， 然后分别用膨胀石墨和改性石墨通过熔融共混法与p e t 混合制备导电试样，通过电镜 图可以发现，环氧树脂改性对膨胀石墨在p e t 中的插层效果有很好的促进作用，从而 降低了改性石墨逾渗阈值。 塑料添加金属粉末也会呈现出较为优异的导电性能，逐渐得到人们的重视，但由 于其分散较为困难，因此工业化应用比较少，随着金属粉末分散方法的增多，其市场 前景也值得期待。潘宝凤【1 0 l 等将未处理和用抗氧化剂处理的铜粉分别与环氧树脂进行 混合，采用真空模压成型制成样品，并对其体积电阻率进行了测试，测试结果发现， 用抗氧化剂处理过的铜粉作为填料的样品导电效果更佳，且力学强度更高；温变英【l l j 等用哈克流变仪对a b s 铜粉进行共混，然后用模压机制备片材试样，并分别研究了 相容剂及晶须对复合材料导电性能的影响，结果发现相容剂含量的增加提高了逾渗阈 值而晶须对降低逾渗阈值有促进作用。 ( 2 ) 纤维状填料 导电纤维主要包括碳纤维、金属纤维及碳纳米管等，由于本身具有很好的导电性 能，逾渗阈值较低，因此在导电塑料中应用很广泛。 碳纤维( c f ) 不仅具有类似金属的导电性和导热性，而且具有很高的力学强度， 因此在航天、航空等高端领域有广阔的发展前景，而且随着其制造成本的降低，在民 用领域的应用也越来越广泛。周剑锋【1 2 1 等先将h d p e 、短碳纤维和抗氧剂共混，然后 通过热压成型制得片材试样，实验结果表明，试样导电性与短碳纤维的接触程度相关 且纤维取向不利于电导率的提高，容易出现导电各向异性。于杰【1 3 】等将不同长径比 c f 与乙烯基酯树脂共混后模压成型制得片材，分别研究了长径比及取向对导电性能 的影响，结果发现当c f 含量低于逾渗阈值，长径比与电导率呈正相关，c f 取向会由 于产生各向异性