輻照交聯(lián)LDPE-CB與無機粒子復合的PTC材料性能研究.pdf

1、聚烯烴基 PTC材料因其制造成本較低、易加工成型、室溫電阻率低等優(yōu)點被廣泛應用于民用、工業(yè)和石油領域等的加熱和保溫環(huán)節(jié)，但仍因性能不穩(wěn)定、存在NTC效應和使用壽命短等不足阻礙了其應用。本課題從實際應用的角度出發(fā)，采用無機粒子(Al2O3、SiO2、MgO、TiO2和 BaTiO3)改性低密度聚乙烯/炭黑(LDPE/CB)體系，提高復合材料的綜合性能，以拓展其應用。
　　本文采用γ60Co輻照技術對LDPE/CB復合材料進行了不同輻

2、照劑量的γ60Co輻照交聯(lián)，研究了材料的性能變化，結(jié)果表明：隨著輻照劑量的增加，室溫電阻率逐漸升高，PTC強度逐漸增大，NTC效應逐漸減弱。通過熱延伸測試分析，確定了最佳的輻照劑量為300 kGy，且輻照交聯(lián)使復合材料的結(jié)晶度降低，重演性提高。從 SEM分析得知，輻照交聯(lián)減弱了CB粒子因熱循環(huán)引起的團聚作用。在此基礎上，對一系列輻照交聯(lián)的LDPE/CB與無機粒子復合的材料進行了研究，結(jié)果表明：加入Al2O3、SiO2、MgO、TiO2和

3、BaTiO3的復合材料的結(jié)晶度分別從原來的4.82％增到7.51％、5.60％、5.43％、5.94％和5.46％。從SEM分析得知，Al2O3、MgO和TiO2的加入對CB粒子的分散有積極影響，而 SiO2和 BaTiO3對CB粒子的分散幫助不大。當 Al2O3用量為0.6 g時(其他總用量為50 g)的復合材料有最高的PTC強度(達到7.7)和最好的重演性，從第二次熱循環(huán)開始，其阻-溫曲線基本重合。從 SEM分析得知， Al2O3的

4、加入對熱循環(huán)下 CB的團聚有抑制作用，特別是第2次熱循環(huán)之后， CB粒子的團聚情況基本穩(wěn)定。探索性研究導熱性表明，導熱性與 PTC性能和重演性有一定的相關性，低導熱性對重演性有一定積極作用。采用均勻設計方法對LDPE/CB/Al2O3復合材料中的CB用量和 Al2O3用量進行了優(yōu)化并得出結(jié)論，復合材料的PTC性能和重演性由 CB用量和 Al2O3用量共同影響，且Al2O3用量的影響作用更顯著。復合材料的優(yōu)化配方：LDPE、CB、防老劑和