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炭黑的導電性能在IXPE導電泡棉中的應用
發布時間:2014-10-15 點擊率:1667
炭黑是一種半導體材料,常用電導率或其倒數電阻率表示其電性能。炭黑的導電性與其微觀結構、粒子大小、結構、表面性質等密切相關。
炭黑的微觀結構賦予炭黑導電性。天然石墨單晶或高度定向的熱裂解石墨的電性能類似于半金屬性質,即它的價電子與導電電子帶之間的能帶很低,小于0.04eV。而且,由于石墨的取向,在電性能方面也存在著明顯的各向異性。石墨單晶在a軸方向的比電阻大約為5*10-5歐.cm,但在垂直于石墨層的C軸方向的比電阻則為0.5歐.cm,高出104倍。對炭黑聚集體而言,由于石墨層取向的同心圓性質,絕大部分接觸都是沿C軸方向,其電阻率要高于石墨。
炭黑的物理化學性質與其化學性質與其導電性有關。一般來說,粒子越小,導電性能越好,這是由于增加了單位體積內炭黑的粒子數,從而增加了接觸點或在分散體系中減少了粒子間距,使電阻減小,導電性增加。炭黑結構也是炭黑導電性的重要因素,高結構炭黑較正常結構或底結構炭黑具有較好的導電性。這顯然是由于炭黑鏈枝結構的存在、交織聯結形成了更多的導電通路所致。炭黑表面揮發物或殘留的焦油狀物質(即溶劑抽出物)使炭黑表面覆蓋一層含氧化合物的摸或油狀烴分子薄膜,形成了絕緣層,增加了炭黑的電阻,使導電性降低。將炭黑在真空或惰性氣氛中加熱除去含氧基團和油狀物質后,導電性會明顯增加。炭黑表面粗糙度,即孔隙性也影響炭黑的導電性。表面粗糙多孔的炭黑其導電性增加,這是由于當填充量一定時,多孔的炭黑粒子比實心粒子的粒子間距要小。所以,導電性能好的炭黑要具備粒子細、結構高、表面純凈、粗糙多孔的特點。
IXPE導電泡棉將聚乙烯或改性聚乙烯與導電填料和抗靜電劑擠出成型,經過輻射交聯,高溫發泡制得導電/泡沫塑料,其表面電阻和體積電阻為103-9,永久導電,表面光滑,環保,易二次成型加工。而添加的炭黑選擇高電導率的炭黑進行加工成型,可以大幅度降低炭黑的含量,提高IXPE的物理性能。
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