導(dǎo)電金屬纖維在塑料中的應(yīng)用

導(dǎo)電金屬纖維在塑料中的應(yīng)用第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一天津工業(yè)大學(xué)簡介天津工業(yè)大學(xué)是教育部與天津市共建、天津市重點建設(shè)的全日制普通高等學(xué)校。

學(xué)校目前總占地面積230.8102萬平方米，總建筑面積97.0527萬平方米。

第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一一級學(xué)科博士點：2個二級學(xué)科博士點：14個一級學(xué)科碩士點：17個二級學(xué)科碩士點：71個專業(yè)碩士：4個工程碩士授予領(lǐng)域：15個本科專業(yè)：49個高職專業(yè)：5個博士后流動站：2個學(xué)校現(xiàn)有第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一國家重點學(xué)科：1個天津市“重中之重”學(xué)科：3個天津市重點學(xué)科：8個天津市重點發(fā)展學(xué)科：1個國家級特色專業(yè)：6個省部共建國家重點實驗室培育基地：1個教育部重點實驗室：2個天津市重點實驗室：4個教育部工程研究中心：2個天津市工程技術(shù)中心：3個天津市技術(shù)推廣中心：1個第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一學(xué)?，F(xiàn)有專任教師1500余人，其中具有高級職稱人員700余人，特聘兩院院士和國外兼職教授50余人。學(xué)校產(chǎn)學(xué)研結(jié)合走出特色之路。形成了以紡織復(fù)合材料、中空纖維膜分離技術(shù)、特種功能纖維材料、紡織油劑助劑、半導(dǎo)體照明與材料、機(jī)電設(shè)備集成制造等研究為特色的科研優(yōu)勢，多項科研成果被成功應(yīng)用于節(jié)能環(huán)保、新材料等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和國防高科技產(chǎn)業(yè)?？蒲刑厣?頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一團(tuán)隊名稱帶頭人研究內(nèi)容纖維新材料肖長發(fā)、徐乃庫吸油纖維、UHMWPE纖維改性、壓力響應(yīng)性PU中空纖維膜、PVDF中空膜等高技術(shù)纖維張興祥熔紡PAN纖維、調(diào)溫蓄熱纖維等新型纖維材料與產(chǎn)品開發(fā)程博聞、丁長坤導(dǎo)電纖維、生物源纖維、阻燃纖維、相變纖維、功能非織造布等生物與紡織材料安樹林芳香纖維、藥物緩釋纖維等生物源纖維尹翠玉、宋俊新溶劑法纖維素纖維制備技術(shù)、聚酯纖維改性高性能復(fù)合膜及其應(yīng)用研究張宇峰、陳英波PE基人工肺用中空纖維膜、纖維素纖維新溶劑法、儲能纖維等科研團(tuán)隊第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一2009年度國家科技進(jìn)步二等獎復(fù)合型導(dǎo)電纖維系列產(chǎn)品研制與應(yīng)用開發(fā)獲獎人：程博聞,施楣梧,李杰,黃慶,丁長坤,盛平厚,肖長發(fā),楊春喜,金欣,崔寧中國紡織科學(xué)研究院天津工業(yè)大學(xué)總后勤部軍需裝備研究所第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一直線位移傳感器位移傳感器抗靜電中空板筆記本電腦手機(jī)殼電位器導(dǎo)電鑷子第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性柔韌性和耐蝕性大長徑比和接觸面積易形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電塑料的導(dǎo)電率高電磁波屏蔽材料：10-3-100Ω·cm金屬纖維特性第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一⒈拉拔法 金屬纖維表面光滑，尺寸精確。但工序復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，價格昂貴。⒉切削法 以固態(tài)金屬為原料，用刀具將其切削成纖維屑。方法簡單，生產(chǎn)周期短，成本較低。但纖維截面不易均勻、光滑。⒊熔抽法 從液態(tài)金屬直接生產(chǎn)金屬纖維。成本較低，需專門設(shè)備。金屬纖維的制造方法

第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一常用金屬纖維銅纖維銀纖維鎳?yán)w維不銹鋼纖維第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一⒈預(yù)處理 除去纖維表面粘附的灰塵和雜質(zhì)，然后用清水漂洗干凈。⒉表面處理 增強(qiáng)纖維與聚合物的相容性和結(jié)合程度 改善加工性能和機(jī)械強(qiáng)度 降低導(dǎo)電位壘和提高材料導(dǎo)電性能 表面活性劑、硅烷（有機(jī)硅）偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑等金屬纖維填充導(dǎo)電塑料的制備

第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一⒊混料⑴單螺桿擠出機(jī) 剪切作用較小，纖維分散不易均勻。⑵雙螺桿擠出機(jī) 剪切作用大 提高螺桿轉(zhuǎn)速和延長混煉時間有助于纖維分散均勻 可能會降低纖維長徑比第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一⑶流變儀 可使纖維有一定長徑比且分散較均勻，但生產(chǎn)能力有限。金屬纖維填充導(dǎo)電塑料的制備

第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一⒋成型 注射時宜降低螺桿轉(zhuǎn)速和注射壓力 提高機(jī)筒和模具溫度 可加入適當(dāng)?shù)募庸ぶ鷦?纖維在流動過程中有取向

纖維適宜的長徑比:40-200金屬纖維填充導(dǎo)電塑料的制備

第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一逾滲現(xiàn)象(Percolation)：普遍存在于粒子填充型聚合物復(fù)合材料中，是指當(dāng)填充粒子達(dá)到一定的濃度時，體系的某種物理性質(zhì)發(fā)生突變的行為。不銹鋼纖維：6%~9%（體積分?jǐn)?shù)）時，復(fù)合材料體積電阻率下降5~6個數(shù)量級，導(dǎo)熱系數(shù)增大。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題填充量與滲濾閥值范五一．表面改性對不銹鋼纖維/HDPE復(fù)合材料性能的影響．高分子材料科學(xué)與工程，1997，13(2)：104-108第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一纖維基體聚合物填充量與滲濾閥值長徑比銅纖維ABS9vol%以上，突降小不銹鋼纖維ABS和HIPS4vol%以上1015→104Ω·cm大不銹鋼纖維PP1vol%，突降大譚松庭等．金屬纖維/聚合物導(dǎo)電復(fù)合材料的性能研究．材料工程，1998，(12)：15-17，38

混煉時間纖維長度分散狀態(tài)導(dǎo)電性2min2~5mm未分散開，呈團(tuán)束狀差2~6min較大長徑比好好＞8min＜1mm好差混煉時間的影響國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題高結(jié)晶度聚合物比低結(jié)晶度聚合物導(dǎo)電性好第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一長度的影響沒有含量大TheSEvaluesoftheSSFfilledcompositeswithvariouslengthsandweightpercentages.SEincreaseswithweightpercentageandfiberlength.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題POLYMERCOMPOSITES,2002,23,1003-1013(Taiwan)第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一POLYMERCOMPOSITES,2002,23,1003-1013(Taiwan)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題SEMphotomicrographsofthecrosssectionofcompositesfilledwithNGFandSSF:(a)theshortNGFliesidebysidehardtoformconductivenet;(b)theSSFtwistandbendtoformconductivenet.第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一纖維越長越容易團(tuán)聚TheSSFdistributioninthecrosssectionofthecompositewith120°ringgate.Theopticalmicrographstaken(a)nearthesurface,(b)betweenthesurfaceandthecentralpart,(c)nearthecenterofthepart.POLYMERCOMPOSITES,2002,23,1003-1013(Taiwan)Photographsshowingdispersionof4wt%SSFincompositesmoldedwiththesameringgateangles(120°)andinjectionspeed(60%)fordifferentlengths.(a)4mm,(b)6mm.第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一15wt%(56vol%)polyamide633wt%ofalow-meltingtin/zincalloywithameltingpointof199℃52wt%offinecopperfibers(averagelength:0.65mm,diameter:35um)PolymerEngineeringandScience,2009,49,1511–1524(Germany)Thecriticalconcentrationsofvolumerequiredforthisescalation-calledpercolationthresholdrangebetween20and25vol%forboththemetal/thermoplastichybridmaterialandthepolymerexclusivelyfilledwithcopper.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一電阻率均勻性Photographof4wt%6mmSSForientationanditsfinalcontentsinthematrixobservedatlocationsfromthegatetotheremoteendofthemoldat(a)lowinjectionspeed,(b)highinjectionspeed.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題POLYMERCOMPOSITES,2002,23,1003-1013(Taiwan)第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)問題JournalofAppliedPolymerScience,2006,100,3280–3287(France,Germany)CorrelationbetweenresistivityandLSSFcontentasafunctionofdistancefrominjectionpointforPP/1.66%v/vLSSF(depth0.5mm).第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期一纖維纏結(jié)，呈無規(guī)線團(tuán)，而不是硬棒狀或螺旋SEMobservationoftransversecutinzone1and2respectively,fromrighttoleft.Fromlefttoright,spherulitesofPPandcylindritesofPP/0.56%v/vLSSFisothermallycrystallizedat135℃for21min.JournalofAppliedPolymerScience,2006,100,3280–3287(France,Germany)Photoof