Bột cao su lốp thải xây dựng đường dẫn, điện trở suất nhiệt độ phòng giảm đáng kể
Trong vật liệu composite dẫn điện HDPE/CB, trạng thái phân tán của carbon đen (CB) trực tiếp xác định hiệu quả hình thành mạng dẫn điện. Các nghiên cứu đã giới thiệu bột cao su lốp thải nghiền (GTR) vào ma trận HDPE như một pha phân tán ổn định, và các hạt GTR nén khối lượng phân phối hiệu quả của CB sau khi chiếm không gian, tạo ra hiệu ứng loại trừ khối lượng thúc đẩy các hạt CB đến gần nhau và tạo thành một con đường dẫn điện. Khi hàm lượng GTR tăng từ 0 đến 30 wt.%, giá trị đối số (logρv) của điện trở thể tích ở nhiệt độ phòng của vật liệu composite giảm từ 1,08 xuống 0,38, cho thấy sự cải thiện đáng kể về tính dẫn điện. Tuy nhiên, việc bổ sung GTR cũng mang lại một vấn đề cần cân nhắc: cường độ PTC giảm từ 4,80 xuống 3,24 do độ kết tinh của vật liệu composite giảm và hiệu ứng giãn nở nhiệt HDPE giảm. Cường độ PTC là thước đo quan trọng về khả năng tự giới hạn nhiệt độ của vật liệu composite dẫn điện, và sự suy giảm của nó có nghĩa là chỉ dựa vào hiệu ứng loại trừ khối lượng khó có thể tính cả điện trở suất nhiệt độ phòng thấp và cường độ PTC cao cùng một lúc.
Chiếu xạ chùm tia điện tử Liên kết chéo: Ức chế NTC, nâng cao cường độ PTC và ổn định tuần hoàn
Để giải quyết mâu thuẫn trên, nghiên cứu tiếp tục sử dụng chiếu xạ chùm tia điện tử (EB) để xử lý liên kết chéo vật liệu composite. Các mạng liên kết ngang được hình thành bởi chiếu xạ hạn chế chuyển động chuỗi phân tử HDPE và di chuyển CB, ổn định phân phối carbon đen và loại bỏ hiệu ứng NTC ở nhiệt độ cao. Đối với vật liệu composite có chứa GTR, cường độ PTC sau khi chiếu xạ lần lượt tăng lên 6,93, 5,97, 5,19 và 4,93. Sau ba chu kỳ nhiệt, tốc độ thay đổi cường độ PTC của nó giảm xuống 2,02%, 1,51%, 1,93% và 4,67%, cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ ổn định chu kỳ. Về mặt cơ học, liên kết ngang chiếu xạ EB và hiệu ứng loại trừ khối lượng GTR đã hình thành sự hiệp đồng: GTR chịu trách nhiệm xây dựng đường dẫn dày đặc hơn ở nhiệt độ phòng, mạng liên kết ngang chịu trách nhiệm khóa cấu trúc mạng dẫn điện ở nhiệt độ cao, cả hai cùng nhau làm cho vật liệu cân bằng tốt hơn giữa điện trở suất nhiệt độ phòng thấp, cường độ PTC cao và phản ứng điện nhiệt độ cao ổn định.
Ý nghĩa đối với ngành công nghiệp lốp xe và cao su
Nghiên cứu này cung cấp một lộ trình chi phí thấp để sử dụng cao su lốp thải. Lĩnh vực tân trang và tái chế lốp xe từ lâu đã phải đối mặt với vấn đề giá trị gia tăng của bột keo thải không cao, và công việc này đã chuyển GTR từ thành phần điền đơn thuần sang giai đoạn chức năng của mạng dẫn điện điều khiển, mở rộng không gian ứng dụng của cao su lốp thải trong vật liệu composite dẫn điện PTC như hệ thống sưởi tự điều chỉnh và bảo vệ quá dòng. Từ công thức cao su và quan điểm chế biến, nghiên cứu liên quan đến kiểm soát phân phối carbon đen, xây dựng mạng liên kết chéo và đánh giá ổn định chu trình nhiệt, và ngành công nghiệp cao su quan tâm đến sự phân tán của chất độn bổ sung, hệ thống lưu hóa điều khiển mạng và thử nghiệm hiệu suất thời tiết lão hóa có điểm tương đồng. Mặc dù nghiên cứu tập trung vào hệ thống HDPE/CB hơn là keo lốp truyền thống, nhưng ý tưởng về phân bố không gian đóng gói và điều chỉnh phối hợp cấu trúc liên kết chéo có thể cung cấp tài liệu tham khảo phương pháp cho thiết kế công thức phụ trợ cao su – bao gồm kết hợp chất độn bổ sung, lựa chọn hệ thống liên kết chéo và đảm bảo chất chống lão hóa, chất chống oxy hóa cho sự ổn định nhiệt lâu dài. Điều quan trọng cần lưu ý là nghiên cứu không trực tiếp đề cập đến các chất trợ giúp cụ thể như chất chống lão hóa, chất chống oxy hóa hoặc than trắng đen, và mối liên hệ trên là sự mặc khải kỹ thuật xuyên lĩnh vực chứ không phải là kết luận của chính nghiên cứu.
Nguồn: Enhanced Positive Temperature Coefficient Behavior of High‐Density Polyethylene/Carbon Black Composites via Waste Rubber Volume Exclusion and Electron‐Beam Irradiation Crosslinking，Journal of Applied Polymer Science，DOI: 10.1002/app.71674
Hợp Nhuận Hóa chất quan sát
xung quanh lốp xe, cao su, chất chống lão hóa, chất chống oxy hóa, hệ thống lưu hóa, than trắng đen, chất độn bổ sung, Hợp Nhuận Hóa chất liên tục quan tâm đến tiến bộ kỹ thuật trong lĩnh vực này, ổn định chế biến và ứng dụng hạ cánh. Bài viết này dựa trên thông tin nguồn để chỉnh sửa, công thức cụ thể, lựa chọn sản phẩm và kiểm tra hiệu suất xin kết hợp với tư vấn tình hình làm việc thực tế.
Nguồn:Enhanced Positive Temperature Coefficient Behavior of High‐Density Polyethylene/Carbon Black Composites via Waste Rubber Volume Exclusion and Electron‐Beam Irradiation Crosslinking， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.