抗靜電半硬質(zhì)PVC材料的研究.pdf

1、礦山事故目前已成為我國(guó)公民意外死亡的第二大原因，發(fā)生率僅次于交通事故。而煤礦又是礦山事故的主要方面，其中瓦斯是煤礦安全生產(chǎn)的“第一殺手”，該事故的發(fā)生很多與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)，通風(fēng)系統(tǒng)不合理、不穩(wěn)定，煤體釋放的瓦斯得不到有效、及時(shí)的稀釋，待瓦斯積聚到一定濃度，事故就不可避免。目前煤礦中大量的瓦斯管道仍然以鋼材為主，而“以塑代鋼”是降低采煤鋼材消耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的良好途徑。聚氯乙稀(PVC)材料具有優(yōu)良的綜合性能，是性價(jià)比最為優(yōu)越的塑料之一，得

2、到了廣泛的應(yīng)用。但是由于PVC材料的表面電阻通常高達(dá)10<'14>～10<'17> Ω，容易產(chǎn)生靜電，引起瓦斯等可燃性氣體的爆炸，從而限制了其在礦山、化工行業(yè)中的應(yīng)用。通過(guò)與其它材料共混、填充和復(fù)合改性的方法制備復(fù)合抗靜電PVC材料，具有加工成型工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、適合大批量工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，其市場(chǎng)潛力大，應(yīng)用前景廣闊，能夠勝任礦下作業(yè)的要求。 本文較系統(tǒng)的研究了CB(CB)、碳酸鈣(CaCO<,3>)、樹(shù)脂基體及橡膠對(duì)PVC復(fù)合材

3、料電學(xué)性能、力學(xué)性能和流變性能等的影響，在此基礎(chǔ)上制得抗靜電、阻燃等性能優(yōu)異的半硬質(zhì)PVC復(fù)合材料。主要研究結(jié)果如下： 1．當(dāng)CB含量相同時(shí)，聚合度高的PVC基體復(fù)合材料表面電阻較小。隨著PVC聚合度變小，CB網(wǎng)絡(luò)系數(shù)減小。相同CB含量條件下，復(fù)合材料隨著DOP份數(shù)增加，導(dǎo)電能力下降。CB對(duì)PVC硬制品導(dǎo)電改性能力強(qiáng)于PVC軟質(zhì)品。 2．復(fù)合材料的表面電阻隨著CB含量增加存在閾滲轉(zhuǎn)變。不同種類的CB對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影

4、響不同，得到的閾滲值也不同。4種CB網(wǎng)絡(luò)系數(shù)排序如下：SL-36>V-XC72>E900>乙炔炭黑。較短混煉時(shí)間得到的復(fù)合材料電學(xué)性能較好，密煉機(jī)和開(kāi)煉機(jī)混煉兩種加工方式對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能影響不大。隨著CB含量的增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高，而斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度下降。CB加入使復(fù)合材料的維卡軟化溫度升高，玻璃化溫度Tg向高溫方向移動(dòng)，玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域變窄。CB含量增加，復(fù)合材料的塑化轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩、平衡溫度和加工能耗均增大，體系的表觀粘

5、度增加。 3．CaCO<,3>含量對(duì)復(fù)合材料電學(xué)性能影響較小。隨著CaCO<,3>添加量增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低，復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度隨CaCO<,3>含量增加出現(xiàn)極大值。隨著CaCO<,3>含量的增加，復(fù)合材料玻璃化溫度基本不變，PVC/CaCO<,3>復(fù)合材料的最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和E值均逐漸增加，體系的表觀粘度也呈增加趨勢(shì)，但增加速率變緩。 4．隨著丁腈橡膠(NBR)含量增加，共混體系表面電阻逐漸增加，NB

6、R加入不利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，共混材料拉伸強(qiáng)度和硬度逐漸降低，而斷裂伸長(zhǎng)率增加，共混體系電學(xué)性能對(duì)制備工藝的依賴性較低。隨著丁苯橡膠(SBR)含量增加，共混體系表面電阻下降，SBR加入有利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，共混材料拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率迅速下降。氯丁橡膠(CR)對(duì)共混材料導(dǎo)電性能影響最小，隨著CR含量變化，共混材料表面電阻在同一數(shù)量級(jí)變化，CR在一定范圍內(nèi)，對(duì)共混材料有增強(qiáng)的作用。 關(guān)鍵詞：半硬質(zhì)PVC，CB，響不大。隨著CB含量的

7、增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高，而斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊強(qiáng)度下降。CB加入使復(fù)合材料的維卡軟化溫度升高，玻璃化溫度Tg向高溫方向移動(dòng)，玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)域變窄。CB含量增加，復(fù)合材料的塑化轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩、平衡溫度和加工能耗均增大，體系的表觀粘度增加。 3．CaCO<,3>含量對(duì)復(fù)合材料電學(xué)性能影響較小。隨著CaCO<,3>添加量增加，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率逐漸降低，復(fù)合體系的沖擊強(qiáng)度隨CaCO<,3>含量增加出現(xiàn)極大值。隨著CaCO<

8、,3>含量的增加，復(fù)合材料玻璃化溫度基本不變，PVC/CaCO<,3>復(fù)合材料的最大轉(zhuǎn)矩、平衡轉(zhuǎn)矩和E值均逐漸增加，體系的表觀粘度也呈增加趨勢(shì)，但增加速率變緩。 4．隨著丁腈橡膠(NBR)含量增加，共混體系表面電阻逐漸增加，NBR加入不利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，共混材料拉伸強(qiáng)度和硬度逐漸降低，而斷裂伸長(zhǎng)率增加，共混體系電學(xué)性能對(duì)制備工藝的依賴性較低。隨著丁苯橡膠(SBR)含量增加，共混體系表面電阻下降，SBR加入有利于導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成，