抗靜電聚甲醛復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、聚甲醛(POM)作為一種優(yōu)良的工程塑料,素有“奪鋼”、“賽剛”之稱。POM的硬度、剛性和強(qiáng)度可與金屬媲美,并且在很寬的濕度和溫度范圍內(nèi)都具有良好的自潤(rùn)滑性能和耐疲勞性能,以及很好的化學(xué)穩(wěn)定性。但聚甲醛擁有較高的電阻率,在使用過(guò)程中很容易積聚靜電電荷,應(yīng)用受到嚴(yán)重制約。鑒于此,我們采用多種功能填料對(duì)POM進(jìn)行填充改性,制備了一系列填充POM復(fù)合材料,測(cè)定了其物理和力學(xué)性能,并分析了其導(dǎo)電機(jī)理,以期拓展其應(yīng)用范圍。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果

2、如下:
　　1、以炭黑(普通炭黑、納米炭黑)為導(dǎo)電填料對(duì)聚甲醛進(jìn)行改性,研究了炭黑填充量及普通炭黑和納米炭黑的復(fù)配比例等對(duì)聚甲醛復(fù)合材料的體積電阻率、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的影響,并分析了炭黑-聚甲醛復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理。結(jié)果表明,隨著炭黑填充量的增大,炭黑-聚甲醛復(fù)合材料的體積電阻呈非線性下降趨勢(shì),力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性也隨之降低。納米炭黑降低復(fù)合材料體積電阻率的效果更為明顯,且對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響更大。將普通炭黑與納米炭黑進(jìn)行復(fù)配,

3、在填充少量炭黑的情況下便可達(dá)到抗靜電的要求,并可在一定程度上降低成本、減輕填料對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
　　2、以導(dǎo)電云母粉、導(dǎo)電鈦白粉及高分子抗靜電劑為導(dǎo)電填料對(duì)聚甲醛進(jìn)行改性,研究了導(dǎo)電填料種類、用量及其復(fù)配對(duì)POM復(fù)合材料的體積電阻率、拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的影響,并分析了POM復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)導(dǎo)電云母粉及導(dǎo)電鈦白粉的填充量達(dá)到30％時(shí),復(fù)合材料的體積電阻率仍高達(dá)1014~1015Ω·cm,且力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性

4、受到嚴(yán)重影響;故導(dǎo)電云母粉及鈦白粉不適用于聚甲醛樹脂改性。當(dāng)高分子抗靜電劑的填充量達(dá)到20%時(shí),復(fù)合材料的體積電阻率降低到1010Ω·cm,且其力學(xué)性能幾乎不受影響;當(dāng)抗靜電劑的填充量提高時(shí),復(fù)合材料的體積電阻率基本不變。這說(shuō)明高分子型抗靜電劑降低聚甲醛體積電阻率的效果有限。
　　3、以高分子抗靜電劑、金屬纖維母粒、炭黑母粒及碳纖維母粒為導(dǎo)電填料對(duì)聚甲醛進(jìn)行改性,研究了導(dǎo)電母粒種類、用量及其復(fù)配對(duì)POM復(fù)合材料的體積電阻率、拉伸強(qiáng)

5、度、沖擊強(qiáng)度等的影響,并分析了POM復(fù)合材料的導(dǎo)電機(jī)理。結(jié)果表明,單獨(dú)填充一種導(dǎo)電母粒只能在一定程度上降低復(fù)合材料的體積電阻率,且對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能影響較大。采用不同形貌填料的母粒對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行復(fù)配填充,可以在較大空間內(nèi)調(diào)節(jié)復(fù)合材料的導(dǎo)電性;而改變母粒的基體樹脂可以顯著改善復(fù)合材料的力學(xué)性能。
　　4、以六水合氯化鎳(NiCl2.6H2O)為鎳源,水合肼為還原劑,正硅酸乙酯為修飾劑,在乙二醇體系中利用液相還原法制得單分散磁性納米