導電復合材料發展背景
但是由于材料的導電性能差,在加工和應用中出現了一些急待解決的問題,的是靜電現象,它將導致感光膠片的性能下降及高分子制品在易燃、易爆場合引起災難性事故。另外為了抵抗電磁干擾和射率干擾,也需解決材料的屏蔽性能,這些都要求高分子材料具有新的導電功能及較底的表面電阻,從而促進導電高分子材料的迅速發展[1] 。
導電復合材料加工方法
的成型加工方法有:表面導電膜形成法、導電填料分散復合法、導電材料層積復合法等。
表面導電膜形成法
表面導電膜形成法,可以用導電涂料蒸鍍金屬或金屬氧化物膜,也可以采用金屬熱噴涂、濕法鍍層等形成表面導電膜。例如,聚酯薄膜上蒸鍍金、鉑或氧化銦等制成透明的導電性薄膜。
導電填料分散法
導電填料分散法:是生產導電高分子材料的主要方法,可用于制造各種導電高分子材料。導電材料過去常用碳黑,多采用碳纖維、石墨纖維、金屬粉、金屬纖維及碎片、鍍金屬的玻璃纖維及其他各種新型導電材料。
導電材料層積復合法
導電材料層積復合法:是將碳纖維氈、金屬絲、片、帶等導電層與塑料基體層疊壓在一起制成的導電塑料。采用的金屬絲、片、帶主要有鋼、鋁、銅和不銹鋼。
復合導電塑料采用的基體樹脂范圍相當廣泛,常用的有:ABS、PE、EVA、PA、PC、PP、PET、POM,以及改性的PPO、PBT、PVC,摻和物PC/ABS等。
導電復合材料應用
復合性導電高分子材料的應用日趨廣泛,在電子、電氣、石油化工、機械、照相、軍火工業等領域,用于包裝、保溫、密封、集成電路材料等,其主要作用為:
(1)防止靜電
普通高分子材料在加工和使用過程中,靜電現象十分嚴重,在某些情況下,不但會影響材料的使用性能,甚至還會造成危害,如降低感光膠片的使用性能;塑料包裝材料的靜電吸塵,降低了商品價值;易燃、易爆環境使用的各種塑料制品和電子產品,由于靜電引起的火花爆炸及燃燒。所有這些都應該采用導電復合、材料,以提高材料的靜電能力。
(2)作為新型屏蔽材料
所謂對電磁波的屏蔽作用是指限制電磁波的能量由材料的一面向另一面傳遞,使用磁場強度或輻射強度降低,其屏蔽效果用電磁波衰減的分貝值DB表示,每衰減10DB,表示電磁波強度下降一個數量級。在塑料中填加金屬箔片和金屬纖維,是制造電磁波屏蔽用導電塑料的主要方法。
由于電子、通訊、信息技術的迅速發展,無限電射頻干擾(信號干擾)不可避免,對屏蔽和隱身材料提出了更高的要求。鐵氧體具有吸收電磁波的特性,但其加工工藝限制了它的應用,如果把鐵氧體粉末與樹脂復合物則可用熱壓方法制成各種形狀的屏蔽零件或用涂敷的方法制成表面吸收涂層以滿足需要。
(3)電器工程及其他
復合導電塑料還大量用作高壓電纜的內、外部的半導體層,以及低壓電纜的外部半導體層。導電橡膠氣密性好,經常用于密封材料。另外,導電橡膠在電子和電真空技術中經常用到,它可以克服由于錫焊造成的缺點,具有一定的強度和導電性[2] 。
導電復合材料結構
復合型導電高分子材料是將聚合物與各種導電性物質通過一定的復合方法構成,它包括導電塑料、導電橡膠、導電涂料、導電纖維和導電膠粘劑等。
導電復合材料導電高分子材料
按照結構和制備方法的差異可將導電高分子材料分為結構型導電高分子材料和復合型導電高分子材料兩大類。結構型導電高分子材料(或稱本征高分子導電材料)是指分子結構本身能導電或經過摻雜處理之后具有導電功能的共軛聚合物,如聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃等。復合型導電高分子材料是指以聚合物為基體,通過加入各種導電性填料(如炭黑、金屬粉末、金屬片、碳纖維等),并采用物理化學方法復合制得的既具有一定導電功能又具有良好力學性能的多相復合材料。結構型導電高分子材料由于結構的特殊性與制備及提純的困難,大多還處于實驗室研究階段,獲得實際應用的較少,而且多數為半導體材料。復合型導電高分子材料,因加工成型與一般高分子材料基本相同,制備方便,有較強的實用性,故已較為廣泛應用[3] 。