导电炭黑和沥青基短切碳纤维对丁腈橡胶性能的影响

2018-07-22程俊梅张东霞赵树高

橡胶工业 2018年1期

程俊梅，张东霞，赵树高

（青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室，山东青岛 266042）

导电聚合物复合材料由绝缘聚合物基体填充导电材料如镍铝银颗粒、导电炭黑、碳纤维（CF）或石墨复合而成，因其兼具聚合物的物理性能和易加工性以及导电填料的电磁性能而成为研究热点[1]。碳基填料因具有质量小和耐磨的优点而广泛应用于聚合物基复合材料[2-4]。电子在炭黑表面易于传导，因此炭黑能提高复合材料的物理性能和电导率，是导电聚合物复合材料常用的补强填料之一[5]。K.Miyasaka等[6]研究表明，炭黑/丁腈橡胶（NBR）复合材料的电导率在炭黑临界用量时提高了10个数量级。具有高长径比的碳纤维也常作为导电填料用于树脂[3]、塑料[7]和橡胶[8]基体以制备导电复合材料。G.Q.Wang等[9]用短切碳纤维补强聚氯乙烯（PVC）时发现，短切碳纤维用量非常低（约1份）时就能使PVC具有优良的导电性，因为碳纤维在PVC基体中基本保持原有长度，未发生明显断裂。A.Agari等[10]发现碳纤维长度的离散度对提高复合材料性能具有重要作用。与常用的聚丙烯腈碳纤维相比，沥青基短切碳纤维（PCF）具有更优异的导电、导热和物理性能，近些年有关PCF在聚合物中的应用也成为研究热点。

本工作采用导电炭黑和PCF填充NBR，研究导电炭黑及其与PCF并用对NBR硫化胶物理、导电和导热性能的影响；采用扫描电子显微镜（SEM）观察填料在基体中的分散状态及其与基体界面的相互作用，分析混炼剪切作用对PCF长径比的影响。