导电塑料成分材料

导电塑料成分与应用材料：5、导电塑料的分类：按导电性分：通常电阻值在1010Ω·cm以上的称为绝缘体；电阻值在104～109Ω·cm范围内的称作半导体或防静电体；电阻值在104Ω·cm以下的称为导电体；电阻值在100Ω·cm以下甚至更低的称为高导体。按制作方法来分：（1）结构型导电塑料是本身具有导电性的塑料，例如，∏共轭系高分子，如聚乙炔，聚吡咯，聚苯胺和层状聚合物；但这类材料成本高、毒性大、不溶不熔，成型困难。复合型导电塑料是经过改性的，加入抗静电剂和导电塑料，可以在较宽范围内调节导电性能；复合型导电填料可以分为：a、抗静电剂添加型；b炭黑添加型；c、金属添加型；d共混性；e表面处理型。（2）按用途分有抗静电材料、导电材料、电极材料、超导材料和屏蔽材料。导电材料的特点易成型，密度小，廉价，电阻率可调节。主要应用在塑料电池，太阳能电池，屏蔽材料和光敏物质。5.1、抗静电材料电阻率调降到107-1010Ω·m，静电剂主要为表面活性剂。5.2、复合添加型导电塑料基体主要有PE\PVC\PS\ABS\PA\EP\PF\SiR等起载体职称作用。5.2.1、炭黑填充型：BC为半导体材料，电阻率在10-1-103Ω·m,吸油值(DBP)≥1.25mlPg,平均粒径为25～50μm,比表面积≥500m2Pg。经工业加工混炼后,炭黑以粒子形式分散于塑料中,随着炭黑添加量的增加,粒子间距降低,当接近或呈接触状态后,形成大量导电网络通道,使得材料的体积电阻和表面电阻降低,导电性能提高。通常来讲，炭黑结构性越强，比表面积越大，表面活性越低，导电性能越好常用导电炭黑为乙炔炭黑，含氧氢官能团少，导电好，现在有国外超导炭黑，但炭黑只能制黑色制品，乙炔黑优于超导电炭黑。石墨上的芳环重叠交替的∏共轭具有高导电性，机械加工过程中，结构受到破坏，导电性下降，而且机械强度低。5.2.2、金属添加型电阻率在10-3-100Ω·m，（有铜纤维、铁纤维、钢纤维）缺点是与树脂基本相容性不好、易腐蚀、易氧化。炭黑粒子是通过电子跃迁形成的隧道效应形成导电通道，而金属粒子必须紧密接触才能通电。材料电阻率(Ωm)材料电阻率(Ωm)材料电阻率(Ωm)银1.6×10-8铂1.0×10-7镍铬合金1.0×10-6铜1.7×10-8铁1.0×10-7铁铬铝合金1.4×10-6金2.4×10-8汞9.6×10-7铝镍铁合金1.6×10-6铝2.9×10-8锰铜4.4×10-7石墨(8～13)×10-6钨5.3×10-8康铜5.0×10-75.3：共混：树脂与结构导电聚合物混合，例如PAN\PE、PPY\PS、PAN\PE、PPY\PS，添加2-3%时导电率为107-109Ω·m，可以做电磁屏蔽材料。5.4：表面处理型：喷度，电镀等。一般用于装饰材料。6关于各组分含量大小的影响因素：A、炭黑含量的增加：粒子间的距离就减小，导电性能加大，达到60%开始趋于平缓（填料最好不要超过60%，力学性能提不上去，不低于形成通道的15%）。B、有机电解质akquid-16有较好的吸湿性、相容性导电性能下降很快，拉伸强度和硬度都会降低。（是不是可以称之为线弹性体）物理机械搅拌破坏炭黑结构，有机电解质可以改善他的性能。C、压制工艺：混匀压制，压力20MPa，时间5min，温度160度。7、一种工艺混料——双棍——压制——制样——测试一、炭黑1、炭黑是天然半导体，应用炭黑导电塑料性能的因素主要有粒径、结构、表面状态。炭黑首先要粒度合适，才能在导电塑料内分布均匀。导电填料：导电填料分为碳纤维、炭黑和石墨。（1）导电炭黑：影响导电性能的因素有粒径、结构和表面形态。是半导体，体积电阻率为0.1到1000Ω·cm之间，可以作为防静电和防辐射材料方面。但是应用在导电材料领域，尤其是高导电的，必须使用高导电炭黑。炭黑结构由聚集体的尺寸、形态和每一个聚集体中的粒子数量决定，聚集体内粒子数量越多，形成导电网络就越容易（实际上结构上越紧凑。但是炭黑吸附力很大，容易形成再聚成大颗粒，这在分散时也不容易变好）。导电碳黑特征：（0）结构性高的炭黑具有较大的孔隙率，一般为60-90%；（1）一般用吸油值DBP来表示，即结构性。DBP小于0.9ml/g为低结构，0.9-1.2为高结构，大于1.2为高结构。（2）比表面积越大，导电性能越好。粒度一般控制在200-300目之间。（3）炭黑PH值：炭黑表面有含氧官能团，影响电子跃迁导电性下降，官能团少的炭黑呈碱性或中性，PH高导电性好。（4）渗滤阀值：渗滤阀值越低导电性越好，炭黑添加量越低（超导电炭黑吸油值为1.68，乙炔炭黑吸油值为4.36.乙炔炭黑导电优于超导炭黑？）经工业加工混炼后,炭黑以粒子形式分散于塑料中,随着炭黑添加量的增加,粒子间距降低,当接近或呈接触状态后,形成大量导电网络通道,使得材料的体积电阻和表面电阻降低,导电性能提高。通常来讲，炭黑结构性越强，比表面积越大，表面活性越低，导电性能越好b超导炭黑导电率高，价格高但用量减少。超导炭粉（黑）比一般性的炭黑导电性能要高6-8倍。著名生产厂家有荷兰的阿克苏、DSM工程塑料等c碳纤维，本身有导电性，对加工不利。大量应用与可屏蔽材料。（现纤维都加金属镀层）d碳纳米管：91年发现碳系填充材料是应用最多的炭黑含量在小于15%时，隧道效应和场致效应占主要作用，下降小；大于20%时趋于稳定，导电能带起主要作用。大于15%时冲击强度和拉伸性能均下降。导电填料的选择和共混方式的选择用偶联剂对导电填料表面处理是以后的发展方向。另外填料复合添加应用，颜色多样化也是发展方向（2）石墨（有纳米石墨微片，它只有在厚度上是纳米级的，所以不会其他粉体那样有很强的团聚性而难于分散。）石墨填充的导电塑料一般密度比较大，力学性能较差。石墨本身导电性能要差。