Клей для утильных шин + облучение электронным лучом: Сделайте композиты HDPE / сажи PTC более стабильными

Клей из утильных шин строит проводящий канал, удельное сопротивление комнатной температуры значительно снижается

В проводящих композитах HDPE / CB дисперсное состояние сажи (CB) напрямую определяет эффективность формирования проводящей сети. Исследование вводит в HDPE – матрицу измельченный клей из изношенных шин (GTR) в качестве стабильной дисперсной фазы. После того, как частицы GTR занимают пространство, они сжимают эффективный объем распределения CB, создавая эффект исключения объема, который заставляет частицы CB приближаться друг к другу и формировать проводящие каналы. При увеличении содержания GTR с 0 до 30 Вт.% логарифмическое значение объемного сопротивления композита при комнатной температуре (log v) снизилось с 1,08 до 0,38, что свидетельствует о значительном улучшении электропроводности.

Однако добавление GTR также создает проблему, которую необходимо взвесить: прочность PTC снижается с 4,80 до 3,24 из – за снижения кристаллизации композитов и ослабления эффекта теплового расширения HDPE. Интенсивность ПТК является ключевым показателем способности проводящих композитов к самоограничению температуры, и ее снижение означает, что трудно сочетать низкое сопротивление комнатной температуры с высокой прочностью ПТК, полагаясь исключительно на эффект исключения объема.

Облучение электронным лучом при пересечении: подавление NTC, повышение прочности PTC и циклической стабильности

Для разрешения вышеуказанных противоречий, исследование дальнейшего использования излучения электронного луча (EB) для перекрестной обработки композитов. Облученная сеть соединений ограничивает движение молекулярной цепи HDPE и миграцию CB, стабилизирует распределение сажи и устраняет эффект NTC при высоких температурах. Для композиционных материалов, содержащих GTR, прочность ПТК после облучения повышается до 6,93, 5.97, 5.19 и 4.93 соответственно. После трех тепловых циклов скорость изменения прочности PTC снизилась до 2,02%, 1,51%, 1,93% и 4,67% соответственно, что указывает на значительное улучшение стабильности цикла.

С точки зрения механизма, EB – излучающее соединение и эффект исключения объема GTR образуют синергию: GTR отвечает за построение более плотного проводящего канала при комнатной температуре, а соединительная сеть отвечает за блокировку структуры проводящей сети при высокой температуре, оба из которых работают вместе, чтобы обеспечить лучший баланс между материалом с низким сопротивлением при комнатной температуре, высокой прочностью PTC и стабильной высокотемпературной электрической реакцией.

Значение для шинной и каучуковой промышленности

Это исследование предлагает недорогой маршрут для дорогостоящего использования каучука из утильных шин. Область восстановления и утилизации шин уже давно сталкивается с проблемой низкой добавленной стоимости отработанного клея, и эта работа превратила GTR из простого наполнительного компонента в функциональную фазу регулируемой проводящей сети, расширяя пространство применения отработанного каучука шины в проводящих композитах PTC, таких как саморегулируемый нагрев и защита от перенапряжения.

С точки зрения формулы и обработки каучука, исследование включает в себя контроль распределения сажи, строительство сети соединений и оценку стабильности теплового цикла, а также каучуковая промышленность обеспокоена дисперсией добавочных наполнителей, регулированием сети системы вулканизации и испытанием на стойкость к старению. Хотя исследование фокусируется на системе HDPE / CB, а не на традиционном клее для шин, его идеи о совместном регулировании пространственного распределения наполнителя и структуры скрещивания могут дать методологическую ссылку на разработку формул резиновых добавок, включая сочетание усиленных наполнителей, выбор системы скрещивания и защиту долгосрочной тепловой стабильности от старения и антиоксидантов. Следует отметить, что исследование не было непосредственно связано с конкретными вспомогательными веществами, такими как антивозрастные, антиоксиданты или белоугольный черный, и эти связи относятся к сквозным техническим открытиям, а не к выводам самого исследования.

Источник: 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

Источник: Enhanced Positive Temperature Coefficient Behavior of High‐Density Polyethylene/Carbon Black Composites via Waste Rubber Volume Exclusion and Electron‐Beam Irradiation Crosslinking， Обработано химикатами Herun.