炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能

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疏水性白炭黑增强硅橡胶的工艺及力学性能研究

2. 3 混炼胶硫化性能
为了解白炭黑的品种和表面性质对硅橡胶混炼胶硫化性能的影响, 用流变仪分别对沉淀法白炭黑、疏水性白炭黑增强的胶料进行了硫化性能测试, 结果见表 3。
表 3 混炼胶硫化性能比较
项目白炭黑品种
混炼胶胶编号
A
B
H Q-2
H Q-1
沉淀法沉淀法沉淀疏水型气相疏水型
2. 4 混炼胶的力学性能
混炼胶的力学性能是影响硅橡胶海绵力学性能的重要因素。测试了不同白炭黑增强硅橡胶的力学性能, 见表 4。
表 4 不同白碳黑对硅橡胶力学性能的影响
项目
白炭黑类型硬度/ ( 邵氏 A) 拉伸强度/ MPa
延伸率/ %
混炼胶编号
H Q- 1
H Q- 2
气相疏水沉淀疏水
HS W 沉淀法
2 结果与讨论
2. 1 白炭黑对混炼工艺影响
为了提高混炼效果, 白炭黑在生胶中的分散需要在混炼过程中分批加入。由于白炭黑的粒径等性能不同, 在硅橡胶中的分散能力不同, 对硅橡胶混炼工艺有不同的影响。表面处理白炭黑对混炼工艺的影响见表 1。
第 10 期
制剂, 并且需要分多次加入, 混炼时间较长; 沉淀法白炭黑次之; 相比之下, 经过表面处理的白炭黑易于分散到硅橡胶基体
中, 白炭黑的分散时间减少 50% 以上。经表面处理的白炭黑, 表面由亲水性变为疏水性, 不仅减少了颗粒的团聚现象, 而且
改善了白炭黑粒子与硅橡胶分子之间的浸润性, 有利于白炭黑粒子在硅橡胶基体中的分散, 大幅度缩短了混炼过程中的
赵祺等: 疏水性白炭黑增强硅橡胶的工艺及力学性能研究

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数

导电炭黑填充硅橡胶的电阻温度系数蒋红生;黄英;杨庆华;高峰;刘平【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2012(043)003【摘要】以炭黑（CB3100）为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料。

研究导电橡胶中炭黑质量分数对电阻温度系数的影响,并用填料对电阻温度系数的影响。

以隧道效应理论为基础,给出了导电炭黑填充橡胶的电阻温度系数计算模型,结合实验得到温度对导电炭黑/硅橡胶电阻温度系数的影响主要体现在对其电阻率的影响;基体的体积热膨胀提高复合材料的电阻率,提高了正电阻温度系数;炭黑粒子间的隧道效应降低复合材料的电阻率,增强了负电阻温度系数;在炭黑/硅橡胶中加入少量碳纳米管,利用碳纳米管和炭黑的协同补强效应,使复合材料的导电性和稳定性提高。

【总页数】4页(P383-386)【作者】蒋红生;黄英;杨庆华;高峰;刘平【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009 中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥230031;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;合肥工业大学电子科学与应用物理系,安徽合肥230009;中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥230031 中国科学技术大学自动化系,安徽合肥230027【正文语种】中文【中图分类】TP212【相关文献】1.超导电炭黑填充硅橡胶的制备技术研究 [J], 董洪涛;2.炭黑填充复合型导电硅橡胶的导电机理研究及电阻率计算 [J], 谢泉;罗姣莲;干福熹;刘让苏;彭平;徐仲榆3.炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响 [J], 李斌;赵丽琼;王钰4.炭黑填充导电硅橡胶导电特性研究概况 [J], 赵丽琼;李斌;丁绍焕5.改性材料对炭黑填充压敏硅橡胶导电性能的影响 [J], 李斌;张学勇;付朝阳;王鹏宇;全旺贤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

白炭黑补强硅橡胶机理

白炭黑补强硅橡胶机理白炭黑是一种常用的填料，可以用来补强硅橡胶材料。

它具有高比表面积、优异的增强效果和抗老化性能，因此被广泛应用于橡胶制品的生产中。

补强硅橡胶的机理主要包括物理机械作用和化学作用两个方面。

首先，白炭黑的高比表面积能够提供更多的接触面积，增加与硅橡胶的物理结合力。

其次，白炭黑的颗粒形状和尺寸能够增加硅橡胶的机械强度，提高其抗拉强度和耐磨性。

在物理机械作用方面，白炭黑填料与硅橡胶基体之间形成了一种物理上的键合关系。

白炭黑颗粒的高比表面积使其能够与硅橡胶分子链相互作用，形成一种物理上的吸附作用。

这种吸附作用能够增加硅橡胶的黏附能力和内聚力，使其具有更好的拉伸性能和耐磨性。

在化学作用方面，白炭黑填料还能与硅橡胶基体发生化学反应，增强其化学键合力。

白炭黑的表面含有许多活性基团，可以与硅橡胶中的官能团发生反应，形成化学键。

这种化学键能够提高硅橡胶的耐热性、耐油性和耐腐蚀性，使其在复杂的工作环境中具有更好的稳定性和耐用性。

除了物理机械作用和化学作用，白炭黑还能够通过改变硅橡胶的微观结构来提高其性能。

白炭黑填料的加入可以改变硅橡胶的晶粒尺寸和分布，使硅橡胶具有更细密的结构和更均匀的分布。

这种微观结构的改变能够提高硅橡胶的物理力学性能，使其具有更好的弹性和韧性。

总的来说，白炭黑补强硅橡胶的机理是通过物理机械作用、化学作用和微观结构调控三个方面来实现的。

白炭黑的高比表面积和颗粒形状能够增加硅橡胶的物理强度和黏附能力，而其表面的活性基团则能够与硅橡胶发生化学反应，增强其化学性能。

此外，白炭黑的加入还能够改变硅橡胶的微观结构，进一步提高其性能。

因此，白炭黑作为一种常用的填料，能够有效地补强硅橡胶材料，提高其综合性能，广泛应用于橡胶制品的生产中。

炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响

１２・
材料导报Ｂ：研究篇
２０１３年３月（下）第２７卷第３期
炭黑填充粒子对导电硅橡胶压阻特性的影响
李斌，赵丽琼，王钰
（昆明理工大学化学工程学院，昆明６５Ｏ５ＯＯ）摘要阐述了复合型导电高分子材料的导电机理，分析了４种导电炭黑填充量对导电硅橡胶导电特性的影
响，实验分析了相同导电填料、不同质量分数情况下的导电硅橡胶压阻特性，分析了相同质量分数、不同导电填料对
复合材料压阻特性的影响。研究表明，随着炭黑填充量的不断增加，复合材料体积电阻率均呈下降趋势；４种炭黑填
充的导电硅橡胶渗流阀值较接近；导电硅橡胶的电阻一压力变化规律符合隧道效应理论模型；为保证导电硅橡胶具有
ｍａｔｅｒｉａｌｔｅｎｄｓｔｏｄｅｃｒｅａｓｅ．Ｔｈｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄｖａｌｕｅｓｏｆｓｅｅｐａｇｅｏｆｔｈｅｆｏｕｒｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｆｉｌｌｉｎｇａｍｏｕｎｔｓｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｓｉｌｌ — ｃｏｎｒｕｂｂｅｒａｒｅｃｌｏｓｅｔｏｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ｔｈｅｌａｗｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｓｉｌｉｃｏｎｒｕｂｂｅｒｉｓｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｕｎｎｅｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｐｉｅｚｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅｐｒｏ —

硅橡胶用白炭黑

硅橡胶用白炭黑
硅橡胶用白炭黑特性：
在橡胶行业中使用比普通沉淀白炭黑更具补强性，特别是在硅橡胶行业中不仅使产品具有更好的拉伸强度和耐磨性等，而且是产品透明度好，拉伸不返白，不变形。

项目指标
型号CT30
外观白色粉末
白度等于标样二氧化硅含量（干品）≥98
PH值≥7
BET（比表面积）120-170 DBP mL/100g（吸油值）260
粒径8um
烧碱含量（干品）%1000℃，2h ≤7.0
加热减量%105℃，2h ≤6.0
此产品具有高吸油值，低比表面积的特点。

可用于制作胶辊，手机按键等硅橡胶制品。

物质：SiO2 折光率10.56% 颗粒折射率 1.600 颗粒吸收率0.1 分散剂乙醇粒径：9.08um。

硅橡胶的结构

硅橡胶的结构硅橡胶是一种具有优异性能和广泛应用的弹性材料。

它主要由硅氧烷聚合物和填料组成，具有耐高温、耐低温、耐候性好、电绝缘性能优异等特点。

在工业生产中，硅橡胶广泛用于密封、绝缘、吸振、防水等领域。

本文将从硅橡胶的结构入手，探讨其特点及应用。

硅橡胶的结构具有以下特点：首先，硅橡胶的主要成分是硅氧烷聚合物，其分子链中交替排列着硅原子和氧原子，这使得硅橡胶具有较好的耐高温性能。

其次，硅橡胶中的填料起到增强材料强度和硬度的作用，常见的填料有石英粉、碳黑等。

此外，硅橡胶还含有硫化剂、促进剂等辅助剂，用于促进硅橡胶的交联反应，提高其弹性和耐磨性。

硅橡胶的特点主要体现在以下几个方面：首先，硅橡胶具有优异的耐高温性能，能在-60℃至300℃范围内保持良好的物理性能，适用于高温环境下的密封和绝缘。

其次，硅橡胶具有优异的电绝缘性能，可用于电子元器件的密封和绝缘。

此外，硅橡胶还具有较好的耐候性和耐臭氧性能，能在户外恶劣环境下长期使用。

硅橡胶在工业生产中有着广泛的应用。

首先，在汽车制造领域，硅橡胶被广泛应用于汽车密封件、悬挂系统、防尘罩等部件，提高了汽车的安全性和舒适性。

其次，在电子电器领域，硅橡胶被用作电子元器件的密封、绝缘材料，保障了电器设备的正常运行。

此外，硅橡胶还广泛应用于建筑、医疗、食品等领域，发挥着重要的作用。

总的来说，硅橡胶作为一种优异的弹性材料，具有独特的结构和优异的性能，在工业生产中有着广泛的应用前景。

随着科技的不断进步和创新，硅橡胶的性能和应用领域将不断拓展，为各行业的发展提供更多可能性。

希望本文对硅橡胶的结构和特点有所帮助，为读者对硅橡胶的认识提供一定的参考。

炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能

炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能
张继华;任灵;王立峰;赵云峰
【期刊名称】《宇航材料工艺》
【年(卷),期】2011(041)002
【摘要】采用SEM、TGA等表征了炭黑填充导电硅橡胶的性能及结构,并研究其导电机理.结果表明,乙炔炭黑含量对导电硅橡胶的力学性能有明显影响.含量超过45 phr后,其体积电阻率变化不明显,炭黑在橡胶内部形成"球簇"和"簇链"结构,因而炭黑的增多,增加了"导电通路",降低橡胶的体积电阻率;导电硅橡胶的最佳耐热性填充量为50 phr,此时随温度的增加,其拉伸强度下降;在100℃下长期老化后的导电性能下降.
【总页数】5页(P79-82,86)
【作者】张继华;任灵;王立峰;赵云峰
【作者单位】航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北京,100076;航天材料及工艺研究所,北
京,100076
【正文语种】中文
【相关文献】
1.注塑炭黑填充聚丙烯微观结构和导电性能的研究 [J], 马少康;成永峰;畅同晨;吴海宏
2.导电炭黑填充室温硫化硅橡胶的屏蔽性能 [J], 李鹏;刘顺华
3.高结构导电炭黑填充硅橡胶复合材料的性能 [J], 陈克正;杜芳林;崔作林;张华凯
4.炭黑填充型导电硅橡胶的性能研究 [J], 杨绪迎;吴文彪
5.改性材料对炭黑填充压敏硅橡胶导电性能的影响 [J], 李斌;张学勇;付朝阳;王鹏宇;全旺贤
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性

Ｖｏｌ．３９高等学校化学学报Ｎｏ．１０２０１８年１０月㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＣＨＥＭＩＣＡＬＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＥＳＥＵＮＩＶＥＲＳＩＴＩＥＳ㊀㊀㊀㊀㊀㊀２３２０２３２６㊀㊀ｄｏｉ：１０．７５０３／ｃｊｃｕ２０１８０１４１炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性王文琪，林㊀宇，吴国章（华东理工大学材料科学与工程学院，上海市先进聚合物重点实验室，上海２００２３７）摘要㊀研究了炭黑（ＣＢ）结构和橡胶基体极性对复合材料在高频区介电特性的调控作用．结果表明，与极性较强的丙烯酸酯橡胶体系相比，非（弱）极性硅橡胶体系与ＣＢ相互作用较弱，渗流阈值较低，界面极化弱，高频区介电常数随频率增大衰减较小．ＣＢ粒径大且比表面积小，虽不利于渗流网络的形成，但高频介电特性随频率衰减较小．比表面积小且结构度低的ＣＢ填充弱极性的硅橡胶体系在高频区具有较大介电常数，有望实现人体肌肉和脂肪的宽频化介电特性仿真．关键词㊀橡胶极性；炭黑填充橡胶复合材料；渗流阈值；高频介电特性中图分类号㊀Ｏ６３１㊀㊀㊀㊀文献标志码㊀Ａ收稿日期：２０１８⁃０２⁃２１．网络出版日期：２０１８⁃０９⁃１０．基金资助：国家自然科学基金（批准号：５１５０３０６６，５１３７３０５３）资助．联系人简介，吴国章，男，博士，博士生导师，主要从事高分子材料成型加工与形态控制研究．Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｇｚ＠ｅｃｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ人体组织微波仿真材料及由此构成的微波体模不仅可为肿瘤的微波诊治提供精确定位试验，为进一步发展计算机辅助医学诊断提供基础数据，而且对于研制新一代微波通讯系统㊁海关口岸微波安检设施，减轻电磁波对人类的危害具有重大意义．微波体模要求人体组织微波仿真材料导电和介电特性与人体组织等效，同时密度㊁比热及传热系数等基本物理特性也尽可能接近人体组织．自２０世纪７０年代以来，人们在微波等效体模的研制方面做了大量的工作．最初用氯化钠水溶液或水凝胶来模拟人体组织的微波介电特性［１，２］，但存在电性能不稳定㊁易变质及难以赋形等缺点．２１世纪初，人们开始研制不含水的聚合物基微波等效体模．Ｎｉｋａｗａ等［３］采用２种不同类型的碳纤维填充硅橡胶，分别模拟低含水量的人体组织（如脂肪和骨骼）和高水含量的人体组织（如皮肤㊁肌肉和人脑），在１ＧＨｚ处介电常数分别高达８和８０．Ｍｏｏｎ等［４］采用陶瓷粉调控介电常数，炭黑（ＣＢ）和石墨调控介电损耗，制备了环氧树脂基人体组织微波仿真材料，在１ＧＨｚ处介电常数高达５５．Ｙｏｕｎｇｓ等［５］通过注塑成型制备ＣＢ填充聚四氟乙烯人体模型，可模拟脂肪和肌肉的介电常数．Ｇａｒｅｔｔ等［６］将ＣＢ和石墨填充聚氨酯橡胶中制备了柔软且具有一定力学强度的人体模型，在１ＧＨｚ处介电常数分别高达４０和１０．但目前文献报道更多局限于模拟不同人体组织微波下介电特性的材料配方，很少涉及填料与基体界面相互作用对材料高频介电常数的影响规律．纯聚合物介电常数较低，在聚合物基体中添加导电填料是最直接有效的提高材料介电常数的方法［７１２］．ＣＢ是最常用的导电填料，随着ＣＢ含量的增加，复合材料的电阻率下降，介电常数上升，且存在渗流效应［１３，１４］：当ＣＢ含量在渗流阈值（φｃ）附近，电阻率和介电常数发生突变．复合材料的介电损耗由导电和极化贡献，当ＣＢ含量超过φｃ时，复合材料电阻率显著下降，介电损耗主要取决于导电［１５１８］，介电常数也由于聚合物⁃导电粒子微电容网络的形成而显著提高．除了填充量，ＣＢ粒径㊁比表面积㊁团聚结构及分散状态等因素显著影响材料的电性能．通常，ＣＢ粒径越小，比表面积越大，结构度越高，渗流阈值越低，可在较低ＣＢ含量下有效提高电导率，但高频区介电常数提高有限［１９］；粒径大㊁比表面积小㊁结构度低㊁分散好的ＣＢ虽需较高含量才能提高电导率，但能明显提高高频区的介电常数．此外，介电常数与基体的极性强弱有关［１３］，一般认为基体极性越强，复合材料的介电常数越高．Ｓａｌａｅｈ等［２０］对比了环氧改性前后天然橡胶与ＣＢ共混的介电特性，发现橡胶经极性基团改性后偶极极化增加，介电常数提高．本文研究了橡胶基体极性和ＣＢ种类对复合材料在高频区介电特性的调控作用，考察了ＣＢ粒径㊁比表面积㊁结构度及ＣＢ⁃聚合物间相互作用对导电性能和介电常数的影响规律，阐述了人体组织微波仿真材料宽频化设计的基本原理．１㊀实验部分１．１㊀试剂与仪器丙烯酸酯橡胶（ＡＲ），牌号ＡＲ３２，日本瑞翁公司，玻璃化转变温度（Ｔｇ）为－２８ħ；硅橡胶（ＳＲ），牌号Ｓｙｌｇａｒｄ１８４，美国道康宁公司，Ｔｇ为－１２０ħ；乙炔黑（ＡＢ），阿法埃莎化学有限公司；导电型炭黑ＶＸＣ７２Ｒ（ＶＢ），上海卡博特化学有限公司；绝缘炭黑Ｎ９９０（ＮＢ），上海欧励隆贸易有限公司．各种ＣＢ详细参数见表１．原料使用前均经干燥处理．Ｔａｂｌｅ１㊀ＤｅｔａｉｌｅｄｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｓＣａｒｂｏｎｂｌａｃｋＳｉｚｅ／ｎｍＮ２ｓｐｅｃｉｆｉｃａｒｅａ／（ｍ２㊃ｇ－１）ＤＢＰａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ／（ｃｍ３㊃１００ｇ－１）Ｏｘｙｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔ（％）Ａｃｅｔｙｌｅｎｅｂｌａｃｋ（ＡＢ）４２７５２９８３０ＶＸＣ７２Ｒ（ＶＢ）３０２５４１７８０７Ｎ９９０（ＮＢ）２８０７１２３４４４０５㊀㊀ＵＴ３３Ｃ型万用表，香港优利德有限公司；Ｋｅｉｔｈｌｅｙ６４８７型皮安表，美国Ｋｅｉｔｈｌｅｙ公司；ＨｉｔａｃｈｉＳ⁃４８００型扫描电子显微镜（ＳＥＭ），日本日立公司；ＮｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌＧｍｂＨＣｏｎｃｅｐｔ４０型高分辨介电分析仪，德国Ｎｏｖｏｃｏｎｔｒｏｌ公司．１．２㊀试样制备丙烯酸酯橡胶样品：将一定配比的ＡＲ３２和ＣＢ在ＨＬ⁃２００型密炼机（吉林大学科教仪器厂）中于１００ħ及８０ｒ／ｍｉｎ条件下混炼２０ｍｉｎ，并在ＸＫ⁃１６０⁃３２０型开炼机（上海东业机电设备公司）上开炼１０ｍｉｎ，然后将复合材料于１０ＭＰａ和１７０ħ条件下热压５ｍｉｎ制得厚度为１ｍｍ的薄片．样品编号为ＡＲ⁃ｘ⁃ｙ，其中ｘ为ＣＢ代号，ｙ为ＣＢ的质量分数．硅橡胶样品：将液体硅橡胶的两组分混合均匀后，慢慢加入ＣＢ研磨均匀，在真空环境中放置１ｈ，除泡，在模具中涂平，于１５０ħ固化１０ｍｉｎ得到厚度为１ｍｍ的薄片．样品编号为ＳＲ⁃ｘ⁃ｙ，其中ｘ为ＣＢ代号，ｙ为ＣＢ添加的质量分数．２㊀结果与讨论２．１㊀导电渗流行为Ｆｉｇ．１㊀ＶｏｌｕｍｅｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙｖｅｒｓｕｓｆｉｌｌｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｓＣＢ：ａ．ＡＢ；ｂ．ＶＢ；ｃ．ＮＢ．当ＣＢ添加量在φｃ附近时，电阻发生突变，材料介电常数显著提高．因此，首先考察不同ＣＢ的导电渗流行为，以确定ＣＢ添加量．图１给出了不同种类ＣＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶的ρｖ随ＣＢ含量变化情况．对于ＡＲ３２体系，导电ＡＢ和ＶＢ在较低含量时对材料ρｖ影响较小，当ＡＢ和ＶＢ含量为２３１％时，ρｖ明显下降，而ＮＢ添加量为７５％时，ρｖ仍未出现突变，说明ＮＢ均匀分散于基体中，未能形成导电网１２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性络结构．进一步对比发现，φｃ随ＣＢ结构参数（吸油值）的增大而减小．ＡＢ填充体系和ＶＢ填充体系的φｃ尽管相近，但ＶＢ填充体系的ρｖ更低，这可能与ＶＢ较小的粒径和较大的比表面积有关；另外，ＡＢ表面一般含有较高的极性含氧基团（表１），导致ＡＢ与极性的ＡＲ３２相互作用较强，难以形成导电网络．在非极性的硅橡胶复合体系［图１（Ｂ）］中，较低结构度的ＶＢ在添加量为１５％时，ρｖ明显下降，而添加５％高结构度的ＡＢ体系即可显著降低ρｖ，说明ＡＢ由于具有丰富的枝状结构，更易形成导电网络．与ＡＲ３２体系不同的是，添加７０％ＮＢ可显著降低硅橡胶体系ρｖ．上述结果表明，在非极性橡胶体系中ＣＢ导电网络的形成更多取决于ＣＢ的一次结构形态，ＤＢＰ吸油值越高，φｃ越小，而在极性较大的ＡＲ３２体系中，ＣＢ与聚合物之间的相互作用力有可能阻碍导电网络的形成［２１］．图２给出ＡＢ和ＮＢ在ＡＲ３２基体中的ＳＥＭ形貌．由图２可见，粒径小㊁高结构度的ＡＢ加入到ＡＲ３２中，低填充含量［图２（Ａ）］下ＡＢ均匀分散，高填充含量［图２（Ｂ），（Ｃ）］下ＡＢ形成网络结构；而粒径大㊁低结构度的ＮＢ经密炼和开炼混合后被ＡＲ３２基体包覆，即使ＮＢ填充含量高达７５％［图２（Ｆ）］，仍未形成三维导电网络结构．这主要是由于ＮＢ粒径大，比表面积小，粒子间作用力小，无法将ＮＢ表面的橡胶层剥除形成导电链［２２］．Ｆｉｇ．２㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＡＲ⁃ＡＢ⁃１６７％（Ａ），ＡＲ⁃ＡＢ⁃２３１％（Ｂ），ＡＲ⁃ＡＢ⁃２８６％（Ｃ），ＡＲ⁃ＮＢ⁃６６７％（Ｄ），ＡＲ⁃ＮＢ⁃７１４％（Ｅ）ａｎｄＡＲ⁃ＮＢ⁃７５％（Ｆ）Ｆｉｇ．３㊀ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆＳＲ⁃ＡＢ⁃５％（Ａ），ＳＲ⁃ＡＢ⁃１０％（Ｂ），ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％（Ｃ），ＳＲ⁃ＮＢ⁃３０％（Ｄ），ＳＲ⁃ＮＢ⁃５０％（Ｅ）ａｎｄＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％（Ｆ）图３给出ＡＢ和ＮＢ在硅橡胶基体中的分散状态．可以看出，ＡＢ在硅橡胶中分散粒径比在ＡＲ３２基体中大，且在较低填充量下形成网络结构．这是由于硅橡胶为非（弱）极性基体，硅橡胶⁃ＡＢ间相互作用小于ＡＢ⁃ＡＢ颗粒间作用力，ＡＢ倾向于自凝聚，因此更易形成导电通路．比表面积小㊁粒径大的２２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀ＮＢ填充硅橡胶体系中，ＮＢ粒子间距离随填充含量增加而减小，在高填充量［图３（Ｆ）］下，ＮＢ粒子间接触，形成网络结构．进一步证实由于基体极性差异，ＣＢ与硅橡胶基体间相互作用弱于ＣＢ与ＡＲ３２基体间相互作用，更易形成导电网络结构．ＡＢ，ＶＢ和ＮＢ填充ＡＲ３２的导电渗流阈值分别为１８６，小于１８６和７５，填充硅橡胶的导电渗流阈值分别为３，５和５０．可见，对于极性较强的ＡＲ３２与ＣＢ有更强的相互作用力，ＣＢ分散状况较好，因此相对于硅橡胶体系有较高φｃ．而对于不同结构度的ＣＢ，结构度越大，ＣＢ越容易形成网络结构，具有较低φｃ．而在ＡＲ３２中结构度较高的ＡＢ反而比ＶＢ有更高φｃ，主要由于加工过程中破坏了其枝状结构，造成其φｃ提高．２．２㊀橡胶基体极性对高频介电特性的影响基体极性和ＣＢ结构显著影响填充高分子复合体系导电渗流行为．图４给出导电ＡＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电常数的频率依赖关系曲线．可见，由于ＡＲ３２基体极性较强，纯ＡＲ３２的介电常数高于纯的硅橡胶，复合体系的介电常数随ＡＢ填充含量增加而升高，且各组分的介电常数随频率升高而下降．这主要是由于材料中的偶极极化㊁电子极化等随着频率的增加来不及响应，从而造成介电常数衰减．对比发现，ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电常数随频率衰减速率不同．ＡＲ⁃ＡＢ⁃２８６％体系在１０６Ｈｚ处介电常数约为７４，随频率增加衰减较快，在１０９Ｈｚ处介电常数仅为１６；而ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％体系在１０６Ｈｚ处介电常数约为１０００，随频率增大衰减较慢，在１０９Ｈｚ处介电常数仍高达３００．这主要归因于极性较强的ＡＲ３２基体与ＡＢ相互作用较强，在填料网络之间形成了薄层微电容结构［２３］，进而强化了基体的偶极极化．而ＡＢ填充硅橡胶体系在网络结构间虽然也有微电容结构存在，但由于硅橡胶基体极性较弱，偶极极化强度较弱，因此介电常数随频率的衰减较小．Ｆｉｇ．４㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（εᶄ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓＦｉｇ．５㊀Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（εᵡ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄＡＲ３２（Ａ）ａｎｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒ（Ｂ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ图５给出ＡＢ填充ＡＲ３２和硅橡胶复合体系介电损耗随频率变化曲线．在纯体系中，ＡＲ３２基体较硅橡胶极性强，其介电损耗也较大．复合体系的介电损耗随ＡＢ填充量增加而增大，且当ＡＢ含量超过φｃ时，曲线形状与纯聚合物相差较大．文献［２４２７］表明，导电填料填充聚合物体系的介电损耗由导电和极化两部分贡献．导电部分贡献的介电损耗与频率的倒数成正比，曲线形状为斜向下的直线．极化部分贡献的介电损耗与频率呈非线性关系．当ＡＢ含量超过φｃ时，ＡＲ３２体系的介电损耗与频率呈线性关系，说明介电损耗主要由导电所贡献．而在硅橡胶体系中介电损耗与频率呈非线性关系，说明介电损耗主要由极化所贡献，可能由于ＡＢ表面的含氧基团所引起的偶极极化．硅橡胶体系介电损耗值比３２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性ＡＲ３２体系大，主要由于ＡＢ在硅橡胶中形成更为完整的网络结构，造成的损耗值较大．２．３㊀炭黑结构对高频介电特性的影响图６给出ＶＢ和ＮＢ填充硅橡胶复合体系的介电常数随频率变化曲线．结合图４（Ｂ），进一步考察了ＣＢ结构对填充复合体系高频介电特性的影响．ＳＲ⁃ＶＢ⁃１０％体系介电常数随频率升高几乎不变，ＳＲ⁃ＶＢ⁃１５％体系介电常数则随频率升高显著下降（从１０６Ｈｚ处的１０００直接降低到１０９Ｈｚ处的１９４）．而ＮＢ填充硅橡胶体系各组分介电常数随频率升高几乎均不变或下降很小．当ＣＢ含量较低时，体系中ＣＢ之间微电容很难形成网络，因此基体的极化增强效果较弱，介电常数随频率变化依赖性较小．当ＣＢ含量接近或高于φｃ时，由于ＶＢ的比表面积较ＡＢ和ＮＢ大，在相同填充量下，基体⁃ＣＢ界面面积增大，界面极化较强［２８］，因而高频处介电常数快速衰减．反之，ＡＢ和ＮＢ比表面积较小，基体⁃ＣＢ界面面积较小，且硅橡胶基体极性弱，因此高频处介电常数衰减较小，ＳＲ⁃ＡＢ⁃１５％和ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系在１０９Ｈｚ处介电常数可分别高达３００和１００Ｆｉｇ．６㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｆｏｒＶＢ（Ａ）ａｎｄＮＢ（Ｂ）ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ图７给出ＶＢ和ＮＢ填充硅橡胶复合体系的介电损耗的频率依赖性曲线．结合图５（Ｂ）可知，ＡＢ，ＶＢ和ＮＢ质量分数分别为１０％，１５％和７０％时，１０９Ｈｚ处介电损耗达到最大，且ＶＢ和ＮＢ填充体系的介电损耗随频率呈线性关系，说明介电损耗主要由导电所贡献．进一步对比发现，ＶＢ填充体系介电损耗随频率下降要大于ＮＢ，主要是由于其ＶＢ的结构度和比表面积远大于ＮＢ，能形成更完整的网络结构，在１０９Ｈｚ处电导率更大．而ＡＢ填充体系介电损耗随频率呈非线性关系，主要由ＡＢ表面含氧基团的偶极极化所贡献，介电损耗随频率变化较小．Ｆｉｇ．７㊀ＦｒｅｑｕｅｎｃｙｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓｆｏｒＶＢ（Ａ）ａｎｄＮＢ（Ｂ）ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ２．４㊀模拟人体组织的介电特性图８给出ＡＢ填充硅橡胶复合材料的介电常数和介电损耗，并与文献［２９，３０］中人体肌肉和脂肪的介电特性进行对比．可以看出，ＳＲ⁃ＡＢ⁃３％体系的介电常数和介电损耗在相当宽的频率区间与人体脂肪的介电特性非常接近，有可能进一步开发成人体脂肪的微波仿真材料；ＳＲ⁃ＡＢ⁃１０％体系介电常数比人体肌肉稍高，介电损耗适用范围也很窄，不适用于模拟人体肌肉．由于基体极性对介电常数随频率的依赖性有影响，对于弱极性的硅橡胶增强其极性可调控复合物介电常数对频率的依赖性，以缩小与人体组织介电常数的偏差．另外，可对ＡＢ的用量进行微调，以进一步缩小模拟的偏差．图９给出ＮＢ填充硅橡胶复合材料的介电常数和介电损耗．与文献［２９，３０］中人体肌肉和脂肪的介电特性比较发现，４２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀Ｆｉｇ．８㊀Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（Ａ）ａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（Ｂ）ｆｏｒＡＢｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［２９，３０］Ｆｉｇ．９㊀Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔ（Ａ）ａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｌｏｓｓ（Ｂ）ｏｆＮＢｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓａｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｗｉｔｈｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ［２９，３０］ＳＲ⁃ＮＢ⁃５０％体系介电常数高于人体脂肪，但介电损耗却低于脂肪，因此不适于模拟脂肪；ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系的介电常数和介电损耗与肌肉的介电特性在非常宽的频率范围内比较接近．因此通过不同ＣＢ种类的混杂有可能实现人体肌肉的宽频化仿真设计．需特别指出的是，与ＡＢ相比，ＮＢ需在更高的含量下才可达到脂肪和肌肉的介电特性，这与ＮＢ粒径大㊁比表面积小㊁结构度低及界面极化弱直接关联．综上所述，橡胶基体极性和ＣＢ结构显著影响复合材料的渗流行为和高频介电特性．ＡＲ３２基体极性强于硅橡胶，与ＣＢ间相互作用较强，渗流阈值较高，其介电损耗主要由导电贡献，介电常数随频率升高快速衰减．表明弱极性的硅橡胶适合作为模拟人体组织介电特性的橡胶基体．导电ＶＢ粒径小，比表面积大，其硅橡胶填充体系在高频区的介电特性随频率衰减速度比较快．ＡＢ和ＮＢ因比表面积小，界面极化较弱，高频区介电特性随频率衰减比较缓慢，适合作为模拟人体组织介电特性的导电填料．具有较高结构度的ＡＢ能在较低含量下达到高介电常数．ＳＲ⁃ＡＢ⁃３％和ＳＲ⁃ＮＢ⁃７０％体系可在非常宽的频率范围分别模拟人体脂肪和肌肉的介电特性．参㊀考㊀文㊀献［１］㊀ＣｈｏｕＣ．，ＣｈｅｎＧ．，ＧｕｙＡ．，ＬｕｋＫ．，Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ，１９８４，５，４３５４４１［２］㊀ＩｔｏＫ．，ＦｕｒｕｙａＫ．，ＯｋａｎｏＹ．，ＨａｍａｄａＬ．，Ｅｌｅｃｔｒ．Ｃｏｍｍｕｎ．Ｊｐｎ．，２００１，８４（４），６７６９［３］㊀ＮｉｋａｗａＹ．，ＣｈｉｎｏＭ．，ＫｉｋｕｃｈｉＫ．，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍｉｃｒｏｗ．ＴｈｅｏｒｙＴｅｃｈ．，１９９６，４４（１０），１９４９１９５２［４］㊀ＭｏｏｎＫ．Ｓ．，ＣｈｏｉＨ．Ｄ．，ＬｅｅＡ．Ｋ．，ＣｈｏＫ．Ｙ．，ＹｏｏｎＨ．Ｇ．，ＳｕｈＫ．Ｓ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，２０００，７７，１２９４１３０２［５］㊀ＹｏｕｎｇｓＩ．Ｊ．，ＴｒｅｅｎＡ．Ｓ．，ＦｉｘｔｅｒＧ．，ＨｏｌｄｅｎＳ．，ＩＥＥＰｒｏｃ．Ｓｃｉ．Ｍｅａｓ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２００２，１４９（６），３２３３２８［６］㊀ＧａｒｒｅｔｔＪ．，ＦｅａｒＥ．，ＩＥＥＥＡｎｔｅｎｎａｓＷｉｒｅｌ．Ｐｒｏｐａｇ．Ｌｅｔｔ．，２０１４，１３，５９９６０２［７］㊀Ａｌ⁃ＳａｌｅｈＭ．Ｈ．，ＳａａｄｅｈＷ．Ｈ．，ＳｕｎｄａｒａｒａｊＵ．，Ｃａｒｂｏｎ，２０１３，６０，１４６１５６［８］㊀ＢｒｏｓｓｅａｕＣ．，ＢｏｕｌｉｃＦ．，ＱｕｅｆｆｅｌｅｃＰ．，ＢｏｕｒｂｉｇｏｔＣ．，ＬｅＭｅｓｔＹ．，ＬｏａｅｃＪ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９９７，８１（２），８８２８９０［９］㊀ＦｏｕｌｇｅｒＳ．Ｈ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，１９９９，７２（１２），１５７３１５８２［１０］㊀ＬｉｕＸ．Ｘ．，ＺｈａｎｇＺ．Ｙ．，ＷｕＹ．Ｐ．，Ｃｏｍｐｏｓ．ＰａｒｔＢ：Ｅｎｇ．，２０１１，４２（２），３２６３２９［１１］㊀ＳｔｏｙａｎｏｖＨ．，ＭｃＣａｒｔｈｙＤ．，ＫｏｌｌｏｓｃｈｅＭ．，ＫｏｆｏｄＧ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，２００９，９４，２３２９０５［１２］㊀ＴａｎｇＹ．Ｃ．，ＬｉｕＸ．，ＫｏｎｇＬ．Ｆ．，ＷｕＧ．Ｚ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｅｎｇ．，２０１２，２８（７），７２７４（倘余昌，刘星，孔兰芳，吴国章．高分５２３２㊀Ｎｏ．１０㊀王文琪等：炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性子材料科学与工程，２０１２，２８（７），７２７４）［１３］㊀ＤａｎｇＺ．Ｍ．，ＹｕａｎＪ．Ｋ．，ＺｈａＪ．Ｗ．，ＺｈｏｕＴ．，ＬｉＳ．Ｔ．，ＨｕＧ．Ｈ．，Ｐｒｏｇ．Ｍａｔｅｒ．Ｓｃｉ．，２０１２，５７（４），６６０７２３［１４］㊀ＳｔａｕｆｆｅｒＤ．，ＡｈａｒｏｎｙＡ．，ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏＰｅｒｃｏｌａｔｉｏｎＴｈｅｏｒｙ，Ｔａｙｌｏｒ＆ＦｒａｎｃｉｓＬｔｄ．，Ｌｏｎｄｏｎ，１９８５，８９９４［１５］㊀ＣａｏＭ．Ｓ．，ＳｏｎｇＷ．Ｌ．，ＨｏｕＺ．Ｌ．，ＷｅｎＢ．，ＹｕａｎＪ．，Ｃａｒｂｏｎ，２０１０，４８，７８８７９６［１６］㊀ＣａｏＭ．Ｓ．，ＹａｎｇＪ．，ＳｏｎｇＷ．Ｌ．，ＺｈａｎｇＤ．Ｑ．，ＷｅｎＢ．，ＪｉｎＨ．Ｂ．，ＨｏｕＺ．Ｌ．，ＹｕａｎＪ．，ＡＣＳＡｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ，２０１２，４，６９４９６９５６［１７］㊀ＷｅｎＢ．，ＣａｏＭ．Ｓ．，ＬｕＭ．Ｍ．，ＣａｏＷ．Ｑ．，ＳｈｉＨ．Ｌ．，ＬｉｕＪ．，ＷａｎｇＸ．Ｘ．，ＪｉｎＨ．Ｂ．，ＦａｎｇＸ．Ｙ．，ＷａｎｇＷ．Ｚ．，ＹｕａｎＪ．，Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．，２０１４，２６，３４８４３４８９［１８］㊀ＪｏｎｓｃｈｅｒＡ．Ｋ．，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒ．Ｉｎｓｕｌ．，１９９２，２７（３），４０７４２１［１９］㊀ＣｈｕｎｇＫ．Ｔ．，ＳａｂｏＡ．，ＰｉｃａＡ．Ｐ．，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９８２，５３，６８６７６８７９［２０］㊀ＳａｌａｅｈＳ．，ＮａｋａｓｏｎＣ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，２０１２，３３（４），４８９５００［２１］㊀ＷｕＧ．Ｚ．，ＡｓａｉＳ．，ＳｕｍｉｔａＭ．，Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２００２，３５，９４５９５１［２２］㊀ＬｅＨ．Ｈ．，ＰｈａｍＴ．，ＨｅｎｎｉｎｇＳ．，ＫｌｅｈｍＪ．，ＷｉｅßｎｅｒＳ．，ＳｔｏｃｋｅｌｈｕｂｅｒＫ．Ｗ．，ＤａｓＡ．，ＨｏａｎｇＸ．Ｔ．，ＤｏＱ．Ｋ．，ＷｕＭ．，ＶｅｎｎｅｍａｎｎＮ．，ＨｅｉｎｒｉｃｈＧ．，ＲａｄｕｓｃｈＨ．Ｊ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１５，７３，１１１１２１［２３］㊀ＷａｎｇＺ．，ＺｈａｏＧ．Ｌ．，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２０１４，２（４４），９４０６９４１７［２４］㊀ＬｉＧ．，ＸｉｅＴ．Ｓ．，ＹａｎｇＳ．Ｌ．，ＪｉｎＪ．Ｈ．，ＪｉａｎｇＪ．Ｍ．，Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃ，２０１２，１１６，９１９６９２０１［２５］㊀ＳｕｎＫ．，ＸｉｅＰ．Ｔ．，ＷａｎｇＺ．Ｙ．，ＳｕＴ．Ｍ．，ＳｈａｏＱ．，ＲｙｕＪ．Ｅ．，ＺｈａｎｇＸ．Ｈ．，ＧｕｏＪ．，ＳｈａｎｋａｒＡ．，ＬｉＪ．Ｆ．，ＦａｎＲ．Ｈ．，ＣａｏＤ．Ｐ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１７，１２５，５０５７［２６］㊀ＣｈｅｎｇＣ．，ＦａｎＲ．，ＲｅｎＹ．，ＤｉｎｇＴ．，ＱｉａｎＬ．，ＧｕｏＪ．，ＬｉＸ．，ＡｎＬ．，ＬｅｉＹ．，ＹｉｎＹ．，Ｎａｎｏｓｃａｌｅ，２０１７，９，５７７９５７８７［２７］㊀ＷａｎｇＺ．，ＺｈｏｕＷ．，ＤｏｎｇＬ．，ＳｕｉＸ．，ＣａｉＨ．，ＺｕｏＪ．，ＣｈｅｎＱ．，Ｊ．ＡｌｌｏｙｓＣｏｍｐｄ．，２０１６，６８２，７３８７４５［２８］㊀Ｏｔｅｒｏ⁃ＮａｖａｓＩ．，ＡｒｊｍａｎｄＭ．，ＳｕｎｄａｒａｒａｊＵ．，Ｐｏｌｙｍｅｒ，２０１７，１１４，１２２１３４［２９］㊀ＳｔｕｃｈｌｙＭ．Ａ．，ＳｔｕｃｈｌｙＳ．Ｓ．，Ｊ．ＭｉｃｒｏｗａｖｅＰｏｗｅｒＥ．Ｅ．，１９８９，１５（１），１９２６［３０］㊀ＪｏｈｎｓｏｎＣ．Ｃ．，ＧｕｙＡ．Ｗ．，Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ，１９７２，６０（６），６９２７１８Ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙＳｐｅｃｉｆｉｃＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋＦｉｌｌｅｄＲｕｂｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ†ＷＡＮＧＷｅｎｑｉ，ＬＩＮＹｕ，ＷＵＧｕｏｚｈａｎｇ∗（ＳｈａｎｇｈａｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒｉｃＭａｔｅｒｉａｌ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｖｅｌｏｐｈｉｇｈ⁃ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｉｃｒｏｗａｖｅｈｕｍａｎｔｉｓｓｕｅ⁃ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｉｔｉｓａｇｒｅａｔｃｈａｌｌｅｎｇｅｔｏｅｎｄｏｗｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｔｕｎａｂｌｅｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｉｆｉｃｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋ（ＣＢ）ｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ，ｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅＣＢ⁃ｍａｔｒｉｘｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｐｅｃｉｆｉｃｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｓｈｉｇｈｉｎＣＢ⁃ｆｉｌｌｅｄｓｔｒｏｎｇｐｏｌａｒａｃｒｙｌｉｃｒｕｂｂｅｒ（ＡＲ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ａｎｄｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＣＢｃａｎｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｌｏｗ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｓｔａｎｔｄｕｅｔｏｓｔｒｏｎｇＣＢ⁃ＡＲｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｄｅｃａｙｑｕｉｃｋｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｆｒｏｍｔｈｅｓｔｒｏｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｗｈｉｌｅｉｎｔｈｅｃａｓｅｏｆｗｅａｋｐｏｌａｒ（ｎｏｎｐｏｌａｒ）ｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔｈｉｇｈｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｄｅｃａｙｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｌｏｗｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ＡｌｔｈｏｕｇｈＣＢｐａｒｔｉｃｌｅｓｗｉｔｈｂｉｇｓｉｚｅ，ｓｍａｌｌｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｌｏｗｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｒｅｎｏｔｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｆｏｒｍｔｈｅｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｔｔｅｎｕａｔｅｓｌｏｗｌｙｗｉｔｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｉｔｉｓｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｂｒｏａｄｂａｎｄｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｕｍａｎｍｕｓｃｌｅａｎｄｆａｔｗｉｔｈＣＢ⁃ｆｉｌｌｅｄｓｉｌｉｃｏｎｅｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．†ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏｓ．５１５０３０６６，５１３７３０５３）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｒｕｂｂｅｒｐｏｌａｒｉｔｙ；Ｃａｒｂｏｎｂｌａｃｋｆｉｌｌｅｄｒｕｂｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅ；Ｐｅｒｃｏｌａｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；Ｈｉｇｈ⁃ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ（Ｅｄ．：Ｗ，Ｚ）６２３２高等学校化学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Ｖｏｌ．３９㊀。

硅胶导电胶

硅胶导电胶硅胶导电胶是一种特殊的导电材料，具有优异的导电性能和良好的化学稳定性。

它由硅胶基质和导电填料组成，能够在宽温度范围内保持稳定的导电性能。

硅胶导电胶具有优异的导电性能。

导电填料通常采用金属粉末、碳黑、导电纤维等材料，这些导电颗粒与硅胶基质相互连接，形成导电网络。

这种网络结构能够有效地传导电流，使硅胶导电胶具有较低的电阻率。

此外，硅胶导电胶还具有较高的导电性能稳定性，能够在长时间使用或恶劣环境下保持良好的导电特性。

硅胶导电胶具有良好的化学稳定性。

硅胶作为一种有机高分子材料，具有良好的耐热性、耐寒性和耐热老化性能。

硅胶导电胶在高温、低温、潮湿等极端环境下仍能保持稳定的导电性能，不会因环境变化而导致电阻率的剧烈变化。

此外，硅胶导电胶还具有优异的化学惰性，不易受到化学物质的侵蚀和腐蚀。

硅胶导电胶具有广泛的应用领域。

首先，它常被用于电子产品的导电连接。

在电子元器件的组装过程中，硅胶导电胶可以作为导电粘接剂，用于连接电路板上的导电元件，如芯片、电阻、电容等。

其次，硅胶导电胶还可以用于电磁屏蔽。

在电子设备中，为了防止电磁干扰对电路的影响，常需要使用导电材料对电磁波进行屏蔽。

硅胶导电胶可以制成导电涂层或导电薄膜，用于电磁屏蔽的需求。

此外，硅胶导电胶还可以应用于触摸屏、太阳能电池、导电胶键盘等领域。

在使用硅胶导电胶时，需要注意一些问题。

首先，硅胶导电胶应存放在干燥、阴凉的环境中，避免湿气和高温对其导电性能的影响。

其次，硅胶导电胶在使用过程中应避免与强酸、强碱等化学物质接触，以免损害其化学稳定性。

此外，硅胶导电胶在施工过程中需要注意涂敷均匀，以确保导电性能的一致性。

硅胶导电胶作为一种特殊的导电材料，具有优异的导电性能和良好的化学稳定性。

它在电子产品的导电连接、电磁屏蔽等领域有着广泛的应用前景。

同时，在使用硅胶导电胶时需要注意存放条件和施工要求，以确保其导电性能的稳定性和可靠性。

炭黑的导电性能在IXPE导电泡棉中的应用

深圳市长园特发科技有限公司炭黑的导电性能在IXPE导电泡棉中的应用炭黑是一种半导体材料，常用电导率或其倒数电阻率表示其电性能。

炭黑的导电性与其微观结构、粒子大小、结构、表面性质等密切相关。

炭黑的微观结构赋予炭黑导电性。

天然石墨单晶或高度定向的热裂解石墨的电性能类似于半金属性质，即它的价电子与导电电子带之间的能带很低，小于0.04eV。

而且，由于石墨的取向，在电性能方面也存在着明显的各向异性。

石墨单晶在a轴方向的比电阻大约为5*10-5欧.cm，但在垂直于石墨层的C轴方向的比电阻则为0.5欧.cm，高出104倍。

对炭黑聚集体而言，由于石墨层取向的同心圆性质，绝大部分接触都是沿C轴方向，其电阻率要高于石墨。

炭黑的物理化学性质与其化学性质与其导电性有关。

一般来说，粒子越小，导电性能越好，这是由于增加了单位体积内炭黑的粒子数，从而增加了接触点或在分散体系中减少了粒子间距，使电阻减小，导电性增加。

炭黑结构也是炭黑导电性的重要因素，高结构炭黑较正常结构或底结构炭黑具有较好的导电性。

这显然是由于炭黑链枝结构的存在、交织联结形成了更多的导电通路所致。

炭黑表面挥发物或残留的焦油状物质（即溶剂抽出物）使炭黑表面覆盖一层含氧化合物的摸或油状烃分子薄膜，形成了绝缘层，增加了炭黑的电阻，使导电性降低。

将炭黑在真空或惰性气氛中加热除去含氧基团和油状物质后，导电性会明显增加。

炭黑表面粗糙度，即孔隙性也影响炭黑的导电性。

表面粗糙多孔的炭黑其导电性增加，这是由于当填充量一定时，多孔的炭黑粒子比实心粒子的粒子间距要小。

所以，导电性能好的炭黑要具备粒子细、结构高、表面纯净、粗糙多孔的特点。

IXPE导电泡棉将聚乙烯或改性聚乙烯与导电填料和抗静电剂挤出成型，经过辐射交联，高温发泡制得导电/泡沫塑料，其表面电阻和体积电阻为103-9，永久导电，表面光滑，环保，易二次成型加工。

而添加的炭黑选择高电导率的炭黑进行加工成型，可以大幅度降低炭黑的含量，提高IXPE的物理性能。

炭黑填充型导电硅橡胶的性能研究

维普资讯
第１期１
杨绪迎等．黑填充型导电硅橡胶的性能研究炭
６７７
炭黑填充型导电硅橡胶的性能研究
杨绪迎，文彪吴
（京橡胶工业研究设计院，京１０３）北北００９
目前，界硅橡胶年消耗量约为２世２万ｔ其中，
导电产品虽然所占份额不大，发展比较迅速。但近年来，电硅橡胶在高电压技术、导电子技术及医疗设备等领域的应用不断增加ｌ。导电硅橡胶是＿】ｊ将导电性物质分散在绝缘的有机硅聚合物中，而使其具有导电性能。常用的导电性物质有金、、银铜、、、、墨、黑、纤维、银铝、银钯钼钴石炭碳镀镀
摘要：究炭黑品种及用量对硅橡胶导电性能和物理性能的影响。结果表明，炔炭黑填充的硅橡胶导电性能优研乙
于炭黑Ｎ３２４或Ｎ２３填充的硅橡胶；着炭黑用量的增大，橡胶邵尔Ａ型硬度增大，伸强度和拉断伸长率先增９随硅拉
１４性能测试．
铜、镀银碳纤维、镀银玻璃球和玻璃纤维等。目前
应用最广泛的导电填料是银粉和导电炭黑。银粉具有优异的导电性能和导电稳定性，但价格昂贵。导电炭黑虽然导电性能一般，价格较低，与聚但且

白炭黑在硅橡胶领域的应用 (1)

白炭黑在硅橡胶领域的应用硅橡胶的结构化，是个常见的问题。

白炭黑导致硅橡胶结构化，主要是基于白炭黑与高分子量聚硅氧烷巨量的氢键作用。

硅橡胶用补强填充剂按其补强效果的不同可分为补强性填充剂，和非补强性填充剂，前者的直径为10~50nm,比表面积为70~400m2/g,补强效果较好；后者通常为300~10000nm,比表面积在30m2/g以下，补强效果较差。

硅橡胶所用的补强填充剂主要是指合成的二氧化硅，又称白炭黑。

而白炭黑分为气相白炭黑和沉淀白炭黑。

气相白炭黑气相白炭黑粒子的大小、比表面积、表面性质、结构等与原料气体的比例、燃烧速度、SiO2核在燃烧室中停留时间等因素有关。

气相白炭黑粒子越细，它的比表面积就越大，则补强效果就越好，但操作性能就越差。

反之它的粒子粗些，比表面积也小，补强效果就差，但操作性就要好一些。

气相白炭黑为硅橡胶最常用的补强剂之一，由它补强的胶料硫化后的机械强度高，电性能好。

气相白炭黑并可与其它补强剂或弱补强剂并用，以制取不同使用要求的胶料。

沉淀白炭黑与用气相白炭黑补强的硅橡胶胶料相比，用沉淀白炭黑补强的胶料机械强度稍低，介电性能，特别是受潮后的介电性能较差，但耐热老化性能较好，混炼胶的成本要低得多。

当对制品的机械强度要求不高时，可用沉淀白炭黑或使之与气相白炭黑并用。

沉淀白炭黑的性能受沉淀条件如酸度、温度等的影响。

白炭黑可以通过适宜的化合物对其进行处理而制成一种表面疏水的物质。

处理的方法主要有液相法和气相法二种。

液相法的条件易于控制，产品质量稳定，处理效果好，但工艺复杂，溶剂需要回收；气相法处理工艺简单，但产品的质量不够稳定，处理效果较差。

表面处理剂用作表面处理剂的物质原则上能与白炭黑表面的羟基发生作用的，有以下几种: 1）醇类2）氯硅烷类3）烷氧基硅烷4）六甲基二硅醚5）硅氮烷。

白炭黑对硅橡胶的补强机理被认为有以下二种。

a.橡胶被填料粒子吸附填料粒子吸附聚合物，使橡胶分子链段直接固定在填料粒子的附近或者沿着填料表面定向或被填料聚集体滞留。

炭黑和橡胶的作用机理

炭黑和橡胶的作用机理炭黑和橡胶是常用的材料，在许多领域都有广泛的应用。

炭黑是一种黑色的粉末状材料，由于其特殊的性质，在橡胶工业中被广泛应用。

本文将从炭黑和橡胶的作用机理进行探讨。

我们来了解一下炭黑的性质。

炭黑是一种由炭素聚合而成的颗粒状物质，其颗粒大小一般在20-200纳米之间。

炭黑具有良好的导电性、耐热性和耐候性，同时还具有较高的比表面积和吸附性能。

这些特性使得炭黑成为一种重要的填料材料，特别是在橡胶工业中。

炭黑在橡胶中的作用机理主要有两个方面。

首先，炭黑能够增加橡胶的强度和硬度。

这是因为炭黑具有良好的填充效果，能够填充橡胶中的空隙，增加橡胶的密实性。

此外，炭黑的颗粒表面是不规则的，具有许多微小的凹陷和突起，这些微观结构能够增加橡胶的摩擦力，提高橡胶的抗滑性能。

因此，炭黑能够显著提高橡胶的机械强度和耐磨性能。

炭黑还能够提高橡胶的耐老化性能。

橡胶在长时间的使用过程中，容易受到氧气、紫外线等外界环境的影响，导致老化变硬。

炭黑具有良好的吸光性能，能够吸收紫外线，并将其转化为热能，从而防止紫外线对橡胶的破坏。

此外，炭黑还能够吸附橡胶中的有害气体，如臭氧等，减缓其对橡胶的氧化作用，提高橡胶的耐候性能。

除了以上作用机理，炭黑还有其他一些特殊的应用。

例如，在橡胶制品中，适量添加炭黑可以改善橡胶的导电性能，使其具有静电消散、防静电等功能。

此外，炭黑还可以用作橡胶制品的着色剂，通过调节炭黑的添加量和分散性，可以实现不同颜色的橡胶制品。

炭黑作为一种重要的填料材料，在橡胶工业中发挥着重要的作用。

通过填充空隙，增加橡胶的密实性，炭黑能够显著提高橡胶的强度和硬度；同时，炭黑还能够吸收紫外线，减缓氧化作用，提高橡胶的耐老化性能。

此外，炭黑还具有导电性能和着色功能，为橡胶制品的特殊需求提供了解决方案。

炭黑和橡胶的作用机理的深入研究，将有助于进一步提高橡胶制品的性能和质量，推动橡胶工业的发展。

影响炭黑导电性的因素

影响炭黑导电性的因素炭黑是一种碳粉末，由于其高比表面积和导电性能，广泛应用于电子材料、橡胶、油墨和涂料等领域。

影响炭黑导电性的因素有很多，下面将详细介绍。

1.炭黑结构：炭黑的内部结构主要由多孔或花粉状的颗粒组成。

颗粒的形态、大小和分布对炭黑的导电性有很大的影响。

颗粒越小，比表面积越大，导电性越好。

此外，炭黑颗粒的分散程度也会影响导电性。

颗粒之间的结合越紧密，形成的导电路径越多，导电性能越好。

2.炭黑填充浓度：炭黑填充浓度是指将炭黑加入基础材料中的比例。

一般来说，随着炭黑填充浓度的增加，导电性能也会增强。

这是因为炭黑颗粒之间的接触面积增加，形成的导电网络更加完善。

3.炭黑种类：炭黑的种类也会影响导电性能。

常见的炭黑种类包括颗粒炭黑、链状炭黑和细长炭黑等。

不同种类的炭黑具有不同的导电性能，主要是由于其结构和颗粒形态的差异。

4.热处理：炭黑的导电性能可以通过热处理来改善。

热处理可以增加炭黑的热稳定性和导电性能，同时减少其对基础材料的腐蚀性。

5.环境条件：环境条件对炭黑导电性也有一定的影响。

例如，湿度对炭黑的导电性能有很大影响。

在高湿度环境下，可能会发生颗粒结团和吸水等现象，从而影响导电性。

6.炭黑表面处理：炭黑的表面处理可以通过化学处理或物理处理来实现。

例如，通过表面氧化处理可以增强炭黑与基础材料的相容性，从而提高导电性。

另外，表面的杂质也会影响导电性能，因此需要进行适当的处理。

总结起来，影响炭黑导电性的因素包括炭黑的内部结构、填充浓度、种类、热处理、环境条件和表面处理等。

在应用炭黑的过程中，需要根据具体需求选择合适的炭黑，并进行相应的处理来实现目标导电性能。

导电炭黑填充材料的导电机理

导电炭黑填充材料的导电机理炭黑填充在高聚物中又是怎样实现导电功能的呢？弄清楚这一点就可以为我们在制造导电材料时进一步掌握理论根据，从而在成型工艺上设法考虑对不同导电要求，采取相应措施来得到所要求的导电材料。

一般炭黑在聚合物中的导电机理有两种说法，即链锁式导电通路和隧道效应，但这两者的最终结论都支持导电性的好坏决定于炭黑的种类及用量这一说法。

链锁式导电通路链锁式导电通路的机理认为，炭黑粒子必须在几A（1A＝0.1nm）以内的距离靠近（如图11-5所示），这样就可产生电压差，使炭黑粒子的∏电子依靠链锁传递移动通过电流。

聚合物中炭黑粒子的分散状态如图11-6所示，从这个等价回路模型可以理解形成链锁必须有一定的炭黑用量，才能出现强的导电现象，因而支配高分子材料导电性的最主要原因是炭黑的用量。

这是最经典的一种解释。

隧道效应链锁式导电通路是建立在炭黑必须形成链锁的前提下提出来的。

但是，最近用电子显微镜观察拉伸状态的橡胶不存在炭黑链锁，却仍有导电现象，這就是隧道效应。

其主要论点认为，导电性是由炭黑粒子的隧道决定的。

同时并有试验证明，随着炭黑粒子间距的增大，体积电阻亦随之升高。

还有电场放射导电机理，是因为在研究炭黑填充的高分子材料的电压，电流特性时，发现其结果不符合欧姆定律，认为其所以如此，是由于炭黑粒子间产生高的电场强度而发生电流导致电场放射。

综上所述，无论从哪种导电机理来理解，都认为炭黑的种类和配合量是支配材料最终所表现的导电性的主要因素。

炭黑填充材料的导电化炭黑填充高分子材料的导电化，主要是由炭黑的品种，用量，复合技术决定的。

前面讲了炭黑的品种，本节着重说明炭黑用量及复合技术于材料导电化的关系。

①炭黑用量从导电机理可以看到，在保证其他性能符合要求时，为了提高导电性就应增加炭黑用量。

但这种用量于导电性的关系并非呈线性，而是按指数规律变化，这种规律可用下式表示R＝exp（a/W）p式中R－材料的体积电阻；W－炭黑的质量分数；a，p－由炭黑的橡胶种类决定的常数。

炭黑-铝银粉填充导电橡胶的压阻特性研究及传感器设计

炭黑-铝银粉填充导电橡胶的压阻特性研究及传感器设计炭黑/铝银粉填充导电橡胶的压阻特性研究及传感器设计近年来，随着电子技术的飞速发展，导电橡胶成为一种备受关注的材料。

导电橡胶可利用其独特的压阻特性在各种应用中发挥重要作用，如传感器、柔性电路和伸缩电容器等。

本文将重点研究炭黑/铝银粉填充导电橡胶的压阻特性，并设计一种基于该材料的传感器。

首先，我们需要了解炭黑和铝银粉在导电橡胶中的作用。

炭黑是一种具有优异导电性能的填料材料。

通过在橡胶中添加适量的炭黑，可以显著提高橡胶的导电性能。

而铝银粉则是一种具有良好导电性能和高热导率的填料材料。

将铝银粉与炭黑结合使用，可以进一步提高导电橡胶的导电性能。

其次，我们进行实验研究。

首先，我们准备了炭黑和铝银粉以及橡胶作为实验材料。

然后，按照一定比例将炭黑和铝银粉加入到橡胶中，并进行混合。

混合均匀后，将导电橡胶放入模具中进行压制，制备得到具有不同填充含量的导电橡胶样品。

接下来，我们测试了不同填充含量下的导电橡胶样品的压阻特性。

我们使用万用表测量了不同填充含量下的导电橡胶样品的电阻值，并绘制了电阻值与外加压力之间的关系曲线。

实验结果表明，随着炭黑和铝银粉的填充含量的增加，导电橡胶的电阻值明显下降。

并且，当外加压力增加时，电阻值也随之下降。

这说明炭黑/铝银粉填充导电橡胶具有良好的压阻特性，能够对外加压力做出快速而敏感的响应。

基于以上研究结果，我们设计了一种基于炭黑/铝银粉填充导电橡胶的压阻传感器。

该传感器利用导电橡胶的压阻特性，可以实时检测外界的压力变化。

传感器的工作原理如下：当外界施加压力时，导电橡胶样品受力变形，从而导致其电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化，可以反映出外界压力的变化情况。

同时，传感器的结构可以使其在弯曲和拉伸状态下都具有良好的导电性能，提高了传感器的适用性和可靠性。

最后，我们进行了传感器的性能测试。

我们使用压力计在不同压力下对传感器进行了测试，并记录了对应的电阻值变化。

橡胶炭黑补强原理

橡胶炭黑补强原理
橡胶炭黑是一种常见的橡胶补强材料，它通过添加炭黑颗粒到橡胶中，能够显著提高橡胶的力学性能和耐磨性能。

炭黑补强原理涉及到炭黑颗粒的物理属性和橡胶基体的化学结构。

首先，炭黑是一种碳纳米颗粒，具有大比表面积和高比表面积活性。

当炭黑与橡胶基体混合时，炭黑颗粒能够填充橡胶的空隙，增加橡胶间的物理相互作用力，从而增加橡胶的拉伸模量、强度和硬度。

此外，炭黑的高比表面积活性也能吸附橡胶链端的自由基，从而促进橡胶分子间的交联反应，进一步增加橡胶的强度和硬度。

其次，炭黑还具有催化效应。

在橡胶加工过程中，加热和加速剂等因素都会产生自由基，这些自由基能够导致橡胶分子的交联反应。

炭黑能够吸附这些自由基，进而进一步促进橡胶分子间的交联反应，形成更强的交联结构，增强橡胶的力学性能和耐久性能。

除了以上两个原理，炭黑还具有良好的分散性和亲和力。

由于炭黑颗粒表面带有极性功能团，能够与橡胶基体中的丙烯酸或羟基等活性基团形成氢键或物理吸附作用，从而增加炭黑和橡胶间的结合力，并促进炭黑的分散。

当炭黑充分分散在橡胶中时，能够最大程度地发挥其补强效果。

总体来说，橡胶炭黑补强原理涉及到多种物理和化学作用。

通过增加橡胶链间的
物理作用力、促进分子间的交联反应、优化炭黑的分散和亲和力等方式，能够显著提高橡胶的力学性能、耐久性能和耐磨性能。

因此，炭黑是一种重要的橡胶补强材料，广泛应用于汽车轮胎、橡胶密封件、工业橡胶制品等行业中。

导电炭黑的用途及使用方法

导电炭黑的用途及使用方法导电炭黑的用途及使用方法导电碳黑作为一种功能性高导电填料，主要应用于导电及防静电涂料、塑料、橡胶、粘合剂、油墨、电池材料、电缆屏蔽材料等。

广泛应用于电子、机电、通讯、印刷、航空航天、兵器等各个工业部门的导电、电磁屏蔽、防静电领域。

使用建议1.材料的导电性能与导电填料（导电碳黑型号和填加量）、基体树脂（聚合物的种类和结晶度）、助剂、溶剂及加工制备工艺有关，以下建议仅供使用时参考。

不同的体系、用途和要求，其配方和加工工艺亦不同，对此应进行具体的试验研究。

2.在通常情况下，在涂料中使用时，当导电碳黑的添加量为～5%(重量百分比PWC)时，涂层面电阻为105～106Ω。

3.在线型低密度聚乙烯(LLDPE)中，当导电碳黑的添加量为～10%(重量百分比PWC)时，制品面电阻为103～104Ω；在低密度聚乙烯(LDPE)中，当添加量为～10%时，制品面电阻为104～105Ω；在聚丙烯(PP)中，当添加量为5～8%时，制品面电阻为104～105Ω；在聚氯乙烯（PVC）中，当导电碳黑的添加量为～15%(PWC)时，在150℃、二辊混炼10分钟，PVC制品面电阻为103～104Ω；添加量为～25%(PWC)时，PVC制品面电阻小于100Ω。

4.在硅橡胶110-2中，当导电碳黑的添加量为～10%(重量百分比PWC)时，制品面电阻为103～104Ω；添加量为～15%(PWC)时，制品面电阻为101～102Ω；添加量为～20%(PWC)时，制品面电阻为30Ω。

体积电阻率为100～101Ω.cm导电炭黑在塑料中的应用，您了解多少？最后编辑时间: 2015年11月24日17:12评论：3浏览：164一、塑料导电专用炭黑的发展历史炭黑95 %以上用于橡胶制品,炭黑作为导电性材料,特别是乙炔炭黑,主要用于干电池中,在塑料中用作导电性功能填料是一个较新的领域。

但乙炔炭黑的生产造成的环境污染比较严重,而且乙炔炭黑在橡胶、塑料中的加工性较差,制成品的力学性能也较差。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性
炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性是指在高频电磁场作用下，该材料的电导率、介电常数和损耗因子等电学性能。

炭黑是一种常用的填充材料，可用于提高橡胶复合材料的机械性能和导电性能。

然而，炭黑的添加对复合材料的介电特性也有一定的影响，尤其在高频范围内。

以下是一些影响炭黑填充橡胶复合材料高频介电特性的主要因素：
1. 电导率：炭黑具有优良的导电性能，其添加可以增加复合材料的电导率。

在高频场下，电流更容易在炭黑填充体中流动，从而增加了材料的导电性能。

2. 介电常数：炭黑填充橡胶复合材料的介电常数会因炭黑填充体的导电性而增大。

在高频范围内，炭黑填充体的极化效应和界面效应也可能对介电常数产生影响。

3. 损耗因子：炭黑填充体中的电导损耗会导致复合材料的损耗因子增加，表现为能量在材料中的耗散。

此外，炭黑与基体的界面摩擦也可能导致局部损耗。

炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性研究可以通过实验测试和数值模拟等方法进行。

常用的实验方法包括高频介电测试仪、微波共振腔等，用来测量复合材料的介电参数。

数值模拟方法如有限元分析等可用于研究复合材料的电场分布和介电性能。

需要注意的是，炭黑填充橡胶复合材料的高频介电特性还受到其他因素的影响，如填充体的形态、体积分数、分散性等。

因此，在实际应用中需要综合考虑各种因素的影响，并设计相应的复合材料配方以满足具体的工程要求。

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炭黑填充导电硅橡胶的结构与性能
作者：张继华，任灵，王立峰，赵云峰， Zhang Jihua， Ren Ling， Wang Lifeng， Zhao Yunfeng
作者单位：航天材料及工艺研究所,北京,100076
刊名：
宇航材料工艺
英文刊名：AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY
年，卷(期)：2011,41(2)
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