M. Bischoff, B. Glauβ, A. Händel, G. Seide, T. Gries

亚琛工业大学 纺织技术研究所(ITA)(德国)



应用于纤维基加热的聚乙烯/炭黑复合材料

M. Bischoff, B. Glauβ, A. Händel, G. Seide, T. Gries

亚琛工业大学 纺织技术研究所(ITA)(德国)

本研究的目的在于探讨由90%(质量分数)的聚乙烯(PE)和10%(质量分数)的炭黑(CB)组成的复合材料的电导率和发热性。在该比例下，填料含量超过了渗流边界值。由该复合材料制备的长丝的导电性较好，其电导率σ=10～50 S/m。与相当于电绝缘体的纯聚合物(σ=10-5～10-12S/m)相比，该复合长丝具有相当好的电性能；但与σ值在107S/m范围内的铁或铜相比，仍需进一步提高，才能获得完全导电的聚合物。事实上，正是这种半导体性能，使复合长丝适合应用于纤维基加热，引起的电损失可以被用于发热。研究通过改变生产工艺参数，对不同变量的影响进行了分析，并对长丝性能进行了优化。到目前为止，由亚琛工业大学纺织技术研究所(ITA)生产的复合长丝具有个位数级的电导率(S/m)。进一步描述了达10倍的性能提升。

聚乙烯/炭黑复合材料； 电导率； 温度； 熔融纺丝

1 复合材料生产

采用德国J. Engelsmann AG公司的筒箍混合器生产90%(质量分数)聚乙烯(PE)和10%(质量分数)炭黑的混合颗粒，所用产品(低密度聚乙烯 Lupolen 1 800 S和石墨化炭黑 EC-600 JD)分别来自德国安德巴塞尔工业公司和阿克苏诺贝尔公司。目前由于采用的是高质量的炭黑，故该混合物价格为12欧元/kg。使用便宜的炭黑应该也可以获得相似的结果，从而可将混合物价格降至4欧元/kg以下。

PE/石墨化炭黑混合物在德国Brabender公司提供的双螺杆挤出机上进一步加工，形成均匀的混合物。……