基于碳纳米涂层沉积滑石粉与炭黑协同填充PVC/ABS复合材料的性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.002

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (8): 10-15.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.08.002

基于碳纳米涂层沉积滑石粉与炭黑协同填充PVC/ABS复合材料的性能研究

焦志伟(), 王克琛, 张杨, 杨卫民

北京化工大学机电工程学院，北京 100029

收稿日期:2022-03-11 出版日期:2022-08-26 发布日期:2022-08-22
作者简介:焦志伟（1985—），男，教授，从事聚合物先进成型与聚合物3D打印研究，jiaozw@mail.buct.edu.cn
基金资助:
地址：北京市阜成路11 号北京工商大学化学与材料工程学院聚合物发泡材料研究团队

Performance of PVC/ABS composites filled with carbon black and talc powders based on carbon nano coating deposition

JIAO Zhiwei(), WANG Kechen, ZHANG Yang, YANG Weimin

College of Mechanical and Electrical Engineering，Beijing University of Chemical Technology，Beijing 100029，China

Received:2022-03-11 Online:2022-08-26 Published:2022-08-22

摘要/Abstract

摘要：

通过高温热解聚合物方法将碳纳米涂层沉积到滑石粉的表面，并将其与炭黑协同填充到聚氯乙烯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（PVC/ABS）复合材料中，研究了滑石粉与炭黑含量对复合材料电学性能、力学性能、热稳定性与阻燃性能的影响。结果表明，添加3份滑石粉时，炭黑的逾渗值仅为3份，在此添加量下复合材料的拉伸强度提高了14.4 %，原因为滑石粉与炭黑在基体内构成了网络结构，滑石粉作为节点在基体内随机位置、随机方向分布，而炭黑可作为连接各个节点的通道。

关键词: 高温热解, 聚合物基复合材料, 混合结构, 抗静电, 力学性能

Abstract:

A carbon nano coating was deposited on the surface of talc powder using a high-temperature pyrolysis polymer method and then was incorporated into PVC/ABS composite with carbon black. The effects of contents of talc powder and carbon black on the electrical properties， mechanical performance， thermal stability， and flame retardancy of the composites were investigated. The experimental results indicated that when 3 parts of talc powder was added into the composites， the percolation value of carbon black was only 3 parts. The tensile strength increased by 14.4 % for the composite with this addition amount. This can be explained by the fact that talc powder and carbon black can form a network structure in the matrix， in which talc powder is distributed in random positions and directions as nodes and carbon black acts as a channel to connect the nodes with each other.

Key words: high temperature pyrolysis, polymer-matrix composite, hybrid structure, antistatic, mechanical property

中图分类号:

TQ314

焦志伟, 王克琛, 张杨, 杨卫民. 基于碳纳米涂层沉积滑石粉与炭黑协同填充PVC/ABS复合材料的性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(8): 10-15.

JIAO Zhiwei, WANG Kechen, ZHANG Yang, YANG Weimin. Performance of PVC/ABS composites filled with carbon black and talc powders based on carbon nano coating deposition[J]. China Plastics, 2022, 36(8): 10-15.

图/表 7

图1 碳纳米沉积滑石粉的拉曼谱图

Fig.1 Raman spectra of carbon nano deposited talc powder

图2 不同煅烧温度下滑石粉的表面微观形貌

Fig.2 Surface micro morphology of talc powder at different calcination temperature

图3 复合材料Rs与滑石粉及炭黑含量的关系

Fig.3 Relationship between Rs of the composites and its talc powder and carbon black content

图4 滑石粉与炭黑协同填充示意图

Fig.4 Schematic diagram of synergistic filling of talc powder and carbon black

图5 PVC/ABS/滑石粉/炭黑复合材料的SEM照片

Fig.5 SEM images of PVC/ABS/talc/CB composites

图6 PVC/ABS复合材料的拉伸强度

Fig.6 Tensile strength of PVC/ABS composites

图7 PVC/ABS复合材料的冲击强度

Fig.7 Impact strength of PVC/ABS composites

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Performance of PVC/ABS composites filled with carbon black and talc powders based on carbon nano coating deposition

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