抗静电尼龙610复合材料的制备和研究

摘 要 ：分别选用导电炭黑、碳纳米管以及碳纤维作为抗静电剂，使用双螺杆熔融挤出制备抗静 电尼龙 ６１０复合材料。对 比发现 ，要达到抗静 电效 果 ，碳 纳米管的加入最少 ５ ｗｔ％的加入量就能够 达到抗静 电效果 ；而导 电炭黑和碳纤 维都要加 到 １５ｗｔ％ 才能达到抗静 电要求 。同时 ，碳纳米 管的加 入对材料力学性能的影 响最小 ；导 电炭 黑对材料 性能损失最 大 ，需要进一 步增 韧才 有 使用价值 ；而碳纤维具有增强 效果 ，但 是会 导致产品外观有浮纤现象 。
然而 大部 分 高分 子材 料 自身是 绝 缘 材料 ，相对 于 金 属材 料 ，具有表 面电阻高的特点 ，在长期 使用过 程 中，材料 表面往 往会 积聚静电导致火灾 。所 以在很 多应用 场合 ，如 煤矿 ，加油 站以及印刷行业都需要材料具有 抗静 电甚 至导 电的特性 ，这样 可以避免静 电积聚 ，消 除安全 隐患 。本文 选用尼 龙 ６１０作 为基 体材料 ，分别选用导 电炭黑 ，碳纳米 管 以及碳 纤维作 为抗静 电 剂 ，成功制备 了抗静 电尼龙 ６１０复合 材料 ，并 对不 同抗 静 电剂 制备 的材料 的力学性能进行 了比较。
（Ｓｕｚｈｏｕ Ｐｏｌｙｍｏｒｅ Ｎｅｗ Ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ Ｔｅｃｈ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｓｕｚｈｏｕ ２１５ １０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ，ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｗｅｒｅ ｃｈｏｓｅｎ ａｓ ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｔｏ ｐｒｅｐａ ｒ ｅ ｔｈｅ ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ ＰＡ６１０ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｖｉａ ｍｅｌｔ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｗｉｎ—ｓｃｒｅｗ ｍａｃｈｉｎｅ． Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ．ｔｈｅ ｐｅｒｃｅｎｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｗａｓ ｌｏｗｅｓｔ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ５ｗｔ％ ｗａｓ ｅｎｏｕｇｈ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｉｔｅｍｓ．１５ｗｔ％ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｗａｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｒｅａｃｈ ｔｈｅ ｓａｎｌｅ ｔａｒ ｇｅｔ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ．ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒ ｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ ｈａｄ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｍｉｎｕｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ． Ｉｔ ｗａｓ ａ ｍｕｓｔ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｔｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｆ ｃｈｏｏｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ． Ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ｃａｒ ｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ ｔｈｅ ｒｅｓｉｎ．ｂｕｔ ａｌｓｏ ｂｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓｓｕｅ．
关 键词 ：导电炭黑 ；碳纳米管；碳纤维；抗静电
中图分 类 号 ：ＴＱ３２７．３
文献 标志 码 ：Ｂ
文章编 号 ：１００１—９６７７（２０１６）０８—０１０６—０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ ＰＡ６ １ ０ Ｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅ
ＨＵＡＮＧ Ｊｉｎ－ｐｅｎｇ，ＺＨＡＩ Ｈｏｎｇ—ｂｏ，ＷＥＩ Ｈｏｎｇ—ｙｉ，ｒＡＮＧ Ｚｈｅｎ—ｓｈｕ
ＣＰＭ—ＴＳＥ－３５型双螺杆挤 出机 ，南京 瑞亚 ；ＣＨ一５０型 注塑 机 ，台湾震雄 ；表面 电阻仪 ，泰 克曼 ；电子万能拉 力机 ，美 特 斯 工 业 系统 （中 国 ）有 限公 司 ；摆 锤 式 冲击 试 验 机 ，美 特 斯 工 业 系统 （中 国 ）有 限公 司 。
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋ；ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ；ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ；ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ
高分子材料 由于其易于加工 和着 色 、密度低 、耐腐蚀 等优 异的性能在越来越多 的领域逐渐 取代传 统的金 属材料 ；特别 是 工程塑料 ，如聚酰胺 、聚酯类 、聚 甲醛 以及聚 苯醚等 。而 在众 多 工 程 塑 料 中 ，以 聚酰 胺 类 材 料 的 应 用 最 为 广 泛 ，主 要 包 括 尼 龙 ６和尼龙 ６６，这两者 占整个聚酰胺大类 的 ８０％ 以上 。但是 由 于尼龙 ６和尼龙 ６６都 同属于短碳链 尼龙 ，其分子结构 中酰胺键 比例高 ，易于 吸水导致材料 性能波动 大 ，尺寸 稳定性 差 ，不适 合制备高精度 的产 品 ；而长碳链 尼龙在保 持 了尼龙 材料耐 油性 好 、耐疲劳性优异 的基 础上 ，自身吸水 率大大 降低 ，尺 寸稳定 性也 明显改善 。因此 ，在一些对尺寸稳定 性和性 能稳定性 要求 高 的场合 ，使 用长碳链 尼龙就成 了必然趋 势… 。同时 ，部分长 碳链尼龙 ，如尼龙 ６１０，１０１０以及 １０１２等都是部分或全部生物 基 的材料 ，相 比于传 统的石油基材料 ，具有环保的优势 。
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ４４卷第 ８期 ２０１６年 ４月
广 州 化 工
Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｃｈｅｍ ｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏ１．４Ｊ４ Ｎｏ．８ Ａｐｒ．２０１６
抗 静 电尼 龙 ６ １０复 合 材 料 的制 备 和研 究
黄金鹏 ，翟红波 ，韦洪屹 ，杨 振枢
（苏州博利 迈 新材料 科技 有 限公 司，江 苏 苏州 ２１５１０５）
１ 实 验
１．１ 实验原 料 尼龙 ６１０（注塑级 ），山东东辰 ；表面处理 的多壁碳纳米管 ，
中科 院苏州纳米研究 所 ；超 导炭 黑 （市售 ），捷克 产 ；碳 纤维 ， 美 国 ＺＯＬＴＥＫ；抗 氧 剂 １０１０，巴斯 夫 ；抗 氧剂 １６８，巴斯 夫 ； 润滑剂和 白油 ，市售 。 １．２ 仪器 和设 备