论文部分内容阅读
近些年来，随着科技的进步发展，高分子复合材料也在日新月异的发展，现在导电高分子材料引起了越来越多的研究学者关注。导电高分子材料可被用于防静电，吸波以及光电等方面。目前，所研究的导电填料主要为碳系填料，当导电逾渗出现后，单纯靠增加导电填料含量增加导电效果会非常差，使得导电性能提高变得极为缓慢，同时会造成复合材料加工性能和力学性能的大幅度下降。
空间限域强制组装法(SCFNA)是在不改变导电填料浓度的情况下，制备出高性能的导电和导热复合材料的新方法。通过外界作用力和填料之间作用力的正向叠加，导电粒子会受到比自组装力大的“强制组装力”，挤出导电粒子之间多余的聚合物基体，使得导电网络致密化，限定自组装网络的摆动，为提高电导率增加可能性。基于SCFNA法制得的导电高分子材料，可以在不改变导电填料含量的情况下，使得复合材料的电导率增加数倍。但是，SCFNA方法采用的是不连续的批次处理方法，虽然经过处理的复合材料性能良好，但加工效率低，而且所制得的每一批复合材料的稳定性较差。
(1)为提高导电复合材料的生产率以及稳定性，本文基于研究团队前期批次法SCFNA工艺，首次提出了面向连续SCFNA加工的挤出工艺。该工艺过程主要用于热固性PDMS（聚二甲基硅氧烷）与导电填料混合的体系，通过原料预混合、柱塞挤压输送、挤出模具中自组装和挤出物连续热压强制组装等四个工序，连续实现填料的自组装和强制组装。该工艺过程的核心，是要在挤出模具中完成填料的自组装，为后续的强制组装提供连续稳定的坯料，通过实验验证了该工艺的可行性。
(2)设计了一套连续化SCFNA实验装置，该装置可以通过改变加工工艺条件，如原料预混条件、挤出速度和物料在流道中的停留时间等，调节填料的分布形态，得到实现挤出坯料中的导电填料充分自组装的工艺和设备条件;通过设置在该装置上的图像采集视窗，对填料在连续流动过程中的分布形态演变规律进行了可视化实验研究，得到了填料自组装的规律。
(3)利用C++编制了填料分布形态图像分析软件，对所采集的图像进行了量化处理和分析，将对图像的模糊判别转变为较客观的量化表征，为填料自组装过程的分析提供了有用的工具。
空间限域强制组装法(SCFNA)是在不改变导电填料浓度的情况下，制备出高性能的导电和导热复合材料的新方法。通过外界作用力和填料之间作用力的正向叠加，导电粒子会受到比自组装力大的“强制组装力”，挤出导电粒子之间多余的聚合物基体，使得导电网络致密化，限定自组装网络的摆动，为提高电导率增加可能性。基于SCFNA法制得的导电高分子材料，可以在不改变导电填料含量的情况下，使得复合材料的电导率增加数倍。但是，SCFNA方法采用的是不连续的批次处理方法，虽然经过处理的复合材料性能良好，但加工效率低，而且所制得的每一批复合材料的稳定性较差。
(1)为提高导电复合材料的生产率以及稳定性，本文基于研究团队前期批次法SCFNA工艺，首次提出了面向连续SCFNA加工的挤出工艺。该工艺过程主要用于热固性PDMS（聚二甲基硅氧烷）与导电填料混合的体系，通过原料预混合、柱塞挤压输送、挤出模具中自组装和挤出物连续热压强制组装等四个工序，连续实现填料的自组装和强制组装。该工艺过程的核心，是要在挤出模具中完成填料的自组装，为后续的强制组装提供连续稳定的坯料，通过实验验证了该工艺的可行性。
(2)设计了一套连续化SCFNA实验装置，该装置可以通过改变加工工艺条件，如原料预混条件、挤出速度和物料在流道中的停留时间等，调节填料的分布形态，得到实现挤出坯料中的导电填料充分自组装的工艺和设备条件;通过设置在该装置上的图像采集视窗，对填料在连续流动过程中的分布形态演变规律进行了可视化实验研究，得到了填料自组装的规律。
(3)利用C++编制了填料分布形态图像分析软件，对所采集的图像进行了量化处理和分析，将对图像的模糊判别转变为较客观的量化表征，为填料自组装过程的分析提供了有用的工具。