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　　导电橡胶及其利用导电橡胶及其利用 第9期 李 昂等. 导电橡胶及其应 用 571 导电橡胶及其利用 李 昂 刘虎东 西北橡胶塑料琢磨安排院 陕西 咸阳 712023 摘要: 先容橡胶的导电机理、影响橡胶导电职能的要素以及导电橡胶的分类和利用。橡胶的导电机理紧要有宏观 渗流外面即导电通道机理、微观量子力学地道效应和微观量子力学场致发 射效应。导电填 料种类和用量决 定了橡胶 的导电职能 配方其它要素对橡胶导电职能也有影响。导电橡胶紧要用 于防过电流/ 过热元 件、开闭、传感器、导电橡 胶条、导电橡胶板和防静电鞋底等。 环节词: 导...

　　导电橡胶及其利用 第9期 李 昂等. 导电橡胶及其应 用 571 导电橡胶及其利用 李 昂 刘虎东 西北橡胶塑料琢磨安排院 陕西 咸阳 712023 摘要: 先容橡胶的导电机理、影响橡胶导电职能的要素以及导电橡胶的分类和利用。橡胶的导电机理紧要有宏观 渗流外面即导电通道机理、微观量子力学地道效应和微观量子力学场致发 射效应。导电填 料种类和用量决 定了橡胶 的导电职能 配方其它要素对橡胶导电职能也有影响。导电橡胶紧要用 于防过电流/ 过热元 件、开闭、传感器、导电橡 胶条、导电橡胶板和防静电鞋底等。 环节词: 导电橡胶 导电填料 导电机理 体积电阻率 中图分类号: T Q336. 9 T Q 330. 38 文献标识码: B 作品编号: 1000 890X 2010 09 0571 04 目前 导电橡胶成品举动性能性橡胶成品发 地道效应简直仅仅发作正在隔绝很靠近的导电粒子展很疾 利用边界日趋通俗。本文紧要先容橡胶 之间 间隙过大的导电粒子之间没有电散播导。 影响橡胶导电职能的要素以及导电的导电机理、 3 场致发射效应橡胶的种类和利用。 当导电填料用量较小、橡胶基体内部导电粒 子间距较大时 若导电粒子内部电场很强 电子将1 导电机理 有很大几率奔腾荟萃物界面势垒 跃迁到 电粒子上 发生场致发射电流 相邻导 导电橡胶属于复合型导电高分子原料 其导 变成导电收集。电机理紧要有宏观渗流外面 导电通道 机理 、微 地道效应和场致发射效应正在 导电通道机理、 导电橡胶中同时存正在 正在差异条目下能够是以某观量子力学地道效应和微 观量子力学场 致发射 一种或某两种机理为主。当导电填料正在临界用量效应。 以上时 导电通道为紧要传导式样 即以导电通道 1 导电通道机理 导电填料用量增 大到某机理为主 当导电填料用量较小或外加电压较小 当橡胶中 一 临界值 时 伶仃电子或其咸集体的间隙较大而无法介入时 橡胶内部变成较完美的导电通道收集 橡胶的 导电 热振动受激电子发作跃迁 变成较大地道电电阻率会快速消重。正在电阻率与导电填料用量的 粒子 流 此时以地道效应为主 当填料用量较小、闭连中 存正在一个狭隘的突变区域 正在此区域内导 间内部电场很强时 基体隔层相当于内部漫衍电电填料用量的任何微细变革都市导致橡胶电阻率 容 此时场致发射效应更为明显 1 3 。明显变革 这种景象称为渗滤景象 导电填料的临界用量平时称为渗滤值。 2 导电职能影响要素 2 地道效应 2. 1 配方 当导电填料用量较小时 橡胶基体内部导电 2. 1. 1 主体原料粒子间距较大 复合原料微观组织中尚未变成导 11 12 体积电阻率 v 为 10 10 cm 的橡胶电通道收集 此时仍能够存正在导电景象 这种导电 有 IIR、NR、 BR、 DM 和 甲 基 乙 烯 基 硅 橡 胶 EP景象是由热振动电子 正在导电粒子之 间的迁徙所 MV Q 等 v 为 105 108 cm 的 橡 胶 有致 导电电流是导电粒子间 隙宽度的指数函数。 NBR、 氟橡胶 FKM 和聚氨酯。 CR、 作家简介: 李昂 1934 男 河南太康人 西北橡 胶塑料研 究 橡胶的粒状或球状组织有利于导电炭黑粒子安排院高级

　　师 紧要从事橡胶工艺和橡胶剖释等琢磨就业。 分袂 从而减小导电炭黑粒子间 隙 使硫化胶 v 572 橡 胶 工 业 2010 年第 57 卷减小。 硫黄用量越大 硫化胶导电职能越好。未到场硫 7 橡胶的相对介电常数 r 对其导电职能也有 黄时 SBR 的 v 为 16 10 cm 当硫黄用量 7很大影响 r 增大会 导致地道电阻 R T 增大 对 为0. 5份时 SBR 硫化胶的 v 为7 10 cm 7 4橡胶 的 导 电 性 能 不 利。 NR BR SBR N BR 当硫黄用量为 2 份时 其 v 为2 10 cm 。EPDM 和 IIR 的 r 为 2. 1 2. 9 M VQ 为 3 4 树脂和辐射硫化对橡胶的 过氧化物、 v 没有CR 为 6. 4 6. 7 氯磺 化 聚 乙 烯橡 胶 为 5 7 影响。FKM 为 12 4 5 。 2. 1. 4 增塑剂2. 1. 2 导电填料 局限增塑剂 如增塑剂 DBP 和 DOS 的导电 橡胶的导 电职能紧要取决 于填料的 导电性 职能高于橡胶 到场增塑剂后 橡胶分子举动性提能。导电填料首选炭黑 差异种类炭黑的导电性 高 橡胶的 v 该当减小。但正在含炭黑的橡胶中加 石墨纤能也是差异的 别的导电填料还包罗石墨、 入增塑剂 因为炭黑体积分数减小 导电粒子间隙 4 铜、 铁和铝等 粉体等。导电填维和金属 银、 镍、 增大 会导致其 v 增大 。料的种类和用量对导电橡胶的导电性影响很大。 2. 2 温度 假设橡胶内部不妨转达电荷的导电填料处于 温度对拉敏导电橡胶导电职能的影响有两个有用分袂状况 那么橡胶的导电职能一定跟着导 方面: 一是橡胶受热发生膨胀 使导电粒子间隙增电填料用量 即跟着相邻导电粒子间最短均匀距 大 影响电导率 二是升温发生热扰动 使间隙中离的变革而变革。橡胶基体中导电粒子的数目越 电场发作变革 电子热激活巩固 影响电导率。总众 导电粒子间距越小 橡胶的导电职能越好。 体来说 温度升 高使导电橡胶的 电导率增大 v 对付硫化胶 设 n 为沿电荷转达倾向某一导 减小 睹外 1 7 8 。通线上单元长度的导电粒子数目 R 为其电阻 ns为平行转达倾向单元平面内导 R s 为 外 1 温度对导电硅橡胶 v 的影响皮相电阻 n 为转达倾向上电粒子数目 单元立方体内导电粒 v 项 目 温度/ 30 50 70 90子数目 R v 为体积电阻。当导电粒子数目由 n 增 v/ cm 201. 8 187. 4 165. 2 141. 7大到 mn 即相邻导电 粒子间的均匀 隔绝缩短到 v 到达平静值所需1/ m 设导通线电阻变革可用 m 个电阻 R 并联等 时代/ min 15. 5 14. 5 12. 0 11. 0效处置 则硫化胶各界说电阻的相应变革为: 注: 导电填料与硅橡胶的体积比为 1. 02 1。 2小到 1/ mR n s 相 应 增 大 R 减 到 m n s R s 减 小 到 2 3 3 61/ m R s nv 增大到 m nv R v 减小到 1/ m R v 。 3 导电橡胶分类 13 与高耐磨炭黑 v 为 2. 84 10 cm 和 导电橡胶大概分为两种: 一种是正在橡胶大分 7乙炔炭黑 v 为 8. 34 10 cm 比拟 导电炭 子中引入导电性分子组织的半导体导电橡胶 另 5黑 v 为 9. 81 10 cm 的导电职能最好。这 石墨、 一种是正在橡胶中到场炭黑、 碳纤维或金属粉是因为导电炭黑为纤维性咸集体 其粒子发现空 体等导电填料的复合型导电橡胶。以下紧要先容壳状 具有极大的比皮相积 这种形式特质授予其 导电性和高 复合型导电橡胶 紧要包罗抗静电性、优越的导电职能。 导电性橡胶。2. 1. 3 硫化剂 3. 1 抗静电性橡胶 对付硫黄硫化体例 硫化进程中硫黄和鼓舞 v 正在 104 107 cm 的导电橡胶适合举动剂与橡胶分子发作分子内加成反响 且不妨发生 抗静电原料 其主体 原料紧要为 NR NBR EP离子化皮相活性剂 硬脂酸锌 或其 它金属化合 导电 DM 和 M VQ 等 导电填料紧要为乙炔炭黑、物 硫化胶的 v 一定减小。为进一步降低橡胶的 炭黑和金属粉体等。抗静电性橡胶成品紧要有抗导电职能 还可到场适量的皮相活性剂 羧酸或羧 静电输送带、 储存箱、 IC 复印和纺织用胶辊以及 烷基硫酸盐、酸盐、 咪唑衍生物和铵盐等 。平时 胶条和鞋底等AG九游会网站。 抗静电胶板、第9期 李 昂等. 导电橡胶及其应 用 5733. 2 导电性橡胶 4. 3 异引导电橡胶 4 v正在 1 10 cm 的导电橡胶即为导电性 异引导电 橡胶是导体和 绝缘体交织 层叠材 石墨纤维橡胶 其紧要原料为 M VQ 和导电炭黑、 料 具有异引导电特色 是以插入和拉伸等设施将 加或金属粉体。导电性橡胶适合创制弹性电极、 橡胶中的金属纤维、碳纤维或金属粉体等原料有热用元件和防过电流/ 过热元件等。 序摆列而成 主体原料众采用 M VQ。异引导电3. 3 高导电性橡胶 橡胶可用于创制电器 电道板 间的微细结合器 - 4 - 3 v 正在 10 10 cm 的导电橡胶即为高 因为橡 胶具有弹 性 因而其 能够与 电道 板平静导电性 橡胶 其主体原料紧要为 MVQ 和 N BR 接触。导电填料紧要为导电炭黑、 银粉、 镍粉、铜粉、碳纤 异引导电 橡胶已用作检 查印刷电道 板的工 金属纤维和镀金属玻璃纤维等。高导电性橡维、 具 还可用于电磁屏障原料以及撤消输送带和胶胶实用于电磁屏障原料、 导电涂料、导电粘合剂、 辊静电。键盘开闭、 异引导电结合板元件和加热导电元件等。 4. 4 防静电鞋底 防静电鞋底正在易燃易爆出产地方可将人体所4 导电橡胶利用 带静电导出 避免惹起失火和爆炸。4. 1 防过电流/ 过热元件 导电橡胶鞋底胶料配方为: NBR 100 乙炔 正在橡胶 耐久 性 能要 求 高的 平时 采 用 EP 炭黑 43 陶土 40 超 补强 剂 35 活性 剂DM MVQ 或 F KM 中到场炭黑、 石墨等导电填 4. 5 二丁酯 10 二辛酯 15 防老剂 D 1. 5 硫料可制得具有正电阻温度系数的发烧体 P T C 。 黄 1. 75 鼓舞剂 2. 2。当给 P T C 通电时 因最初电阻较低 可得回较大 导电橡胶鞋底胶料的职能如外 2 所示 9 。的电流 跟着温度的升高 其电阻值增大 电流将会消重 最终电流和温度趋于平静。PT C 举动防 外 2 导电橡胶 鞋底胶料的职能过电流/ 过热元件已用于生存中 可用于保温床、 实测值 目标 邵尔 A 型硬度/ 度 68 65 5 防冻结和防电器结露等方面。保温项 目 容器、 拉伸强度/ M Pa 11. 6 9. 84. 2 压敏性导电橡胶 拉断伸长率/ 370 300 压敏性导电橡胶未施加压力时为绝缘态 施 电阻/ 0. 96 105 5 106 1. 0 108加压 力后改观为导电态 是 一种开闭举措原料。 4. 5 导电橡胶条压敏性导电橡胶的利用如图 1 所示 当按下开闭 导电橡胶 条是用于将槽 罐车车体与 地面连时 电道连通 灯胆 接 把静电实时导出的一种导电橡胶成品。假设 无发亮。因为 M VQ 处境适当性 污染、好、 绝缘和耐电压职能优越 因而压敏性 不将静电导出 一朝发生电火花就能够激发失火导电橡胶的主体原料众采用 MVQ 导电填料主 和爆炸。要采用导电炭黑和金属粉体。 导电橡胶条胶料配方为: NR 100 导电炭黑 20 填料 70 氧化锌 5 硬脂酸 2 10 机油 8 防老剂 1 硫黄 3 主鼓舞剂 1 副鼓舞剂 0. 5。 .

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