เสียยาง micelli ผง + การฉายรังสีลำแสงอิเล็กตรอน: ทำให้ HDPE / Carbon Black PTC Composite มีเสถียรภาพมากขึ้น

ผงยางเสียสร้างทางเดินนำไฟฟ้าความต้านทานต่ออุณหภูมิห้องลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

ในวัสดุคอมโพสิตนำไฟฟ้า HDPE / CB สถานะการกระจายตัวของคาร์บอนแบล็ค (CB) เป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพการก่อตัวของเครือข่ายนำไฟฟ้าโดยตรง การวิจัยแนะนำผงยางเสียจากการบด (GTR) เป็นเฟสการกระจายตัวที่มั่นคงในเมทริกซ์ HDPE อนุภาค GTR บีบอัดปริมาณการกระจายที่มีประสิทธิภาพของ CB หลังจากครอบครองพื้นที่สร้างผลการยกเว้นปริมาตรกระตุ้นให้อนุภาค CB อยู่ใกล้กันและสร้างเส้นทางนำไฟฟ้า เมื่อเนื้อหา GTR เพิ่มขึ้นจาก 0 ถึง 30 wt.% ค่าความต้านทานของปริมาตรอุณหภูมิห้องคอมโพสิต (log ρv) ลดลงจาก 1.08 เป็น 0.38 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสมบัติการนำไฟฟ้าดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

การเพิ่ม GTR ยังมาพร้อมกับปัญหาที่ต้องชั่งน้ำหนัก: ความแข็งแรงของ PTC ลดลงจาก 4.80 เป็น 3.24 เนื่องจากการตกผลึกของคอมโพสิตที่ลดลงและการขยายตัวทางความร้อนของ HDPE ที่ลดลง ความแข็งแรงของ PTC เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดความสามารถในการ จำกัด อุณหภูมิด้วยตนเองของวัสดุคอมโพสิตที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าการลดลงหมายความว่าการพึ่งพาผลกระทบของการยกเว้นปริมาณเป็นเรื่องยากที่จะคำนึงถึงทั้งความต้านทานอุณหภูมิห้องต่ำและความแข็งแรงของ PTC สูงในเวลาเดียวกัน

การฉายรังสีลำแสงอิเล็กตรอนแบบ cross-link: การยับยั้ง NTC, การเพิ่มความแข็งแรงของ PTC และความเสถียรของวงจร

เพื่อแก้ไขความขัดแย้งข้างต้นการวิจัยเพิ่มเติมโดยใช้การฉายรังสีลำแสงอิเล็กตรอน (EB) สำหรับวัสดุคอมโพสิต เครือข่าย cross-linked ที่เกิดจากการฉายรังสี จำกัด การเคลื่อนไหวของโซ่โมเลกุล HDPE และการโยกย้าย CB ทำให้การกระจายคาร์บอนแบล็คมีเสถียรภาพและลดผลกระทบของ NTC ที่อุณหภูมิสูง สำหรับวัสดุคอมโพสิตที่มี GTR ความแข็งแรงของ PTC หลังจากการฉายรังสีจะเพิ่มขึ้นเป็น 6.93, 5.97, 5.19 และ 4.93 ตามลำดับ หลังจากสามรอบความร้อนอัตราการเปลี่ยนแปลงความแข็งแรงของ PTC ลดลงเหลือ 2.02%, 1.51%, 1.93% และ 4.67% ตามลำดับซึ่งแสดงให้เห็นว่าเสถียรภาพของวงจรดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด

กลไกการฉายรังสี EB เชื่อมโยงกับผลการยกเว้นปริมาตร GTR ก่อให้เกิดการทำงานร่วมกัน: GTR มีหน้าที่ในการสร้างเส้นทางการนำไฟฟ้าที่หนาแน่นขึ้นที่อุณหภูมิห้องและเครือข่ายการเชื่อมโยงขวางมีหน้าที่รับผิดชอบในการล็อคโครงสร้างเครือข่ายนำไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูง การทำงานร่วมกันของทั้งสองทำให้วัสดุมีความสมดุลที่ดีขึ้นระหว่างความต้านทานต่ออุณหภูมิห้องต่ำความแข็งแรงของ PTC สูงและการตอบสนองทางไฟฟ้าที่อุณหภูมิสูงที่มีเสถียรภาพ

ความสำคัญของยางและอุตสาหกรรมยาง

การศึกษานี้ให้เส้นทางต้นทุนต่ำสำหรับการใช้ยางยางที่มีมูลค่าสูง เขตข้อมูลการปรับปรุงยางรถยนต์และการรีไซเคิลต้องเผชิญกับปัญหาที่มีมูลค่าเพิ่มของผงยางเสียไม่สูงมาเป็นเวลานานและงานนี้ได้เปลี่ยน GTR จากส่วนประกอบการเติมเพียงเพื่อควบคุมเฟสการทำงานของเครือข่ายการนำไฟฟ้าซึ่งขยายพื้นที่ใช้งานของยางยางเสียในวัสดุผสมนำไฟฟ้า PTC เช่นความร้อนที่ปรับได้ด้วยตนเองและการป้องกันกระแสเกิน

จากมุมมองของสูตรยางและการประมวลผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการกระจายคาร์บอนสีดำการสร้างเครือข่ายการเชื่อมโยงขวางและการประเมินความเสถียรของวงจรความร้อนมีความเชื่อมโยงกับการกระจายตัวของฟิลเลอร์เสริมความกังวลของอุตสาหกรรมยางการควบคุมเครือข่ายของระบบวัลคาไนซ์และการทดสอบสมรรถนะของสภาพอากาศ แม้ว่าการศึกษาจะมุ่งเน้นไปที่ระบบ HDPE / CB มากกว่าวัสดุกาวยางแบบดั้งเดิม แต่แนวคิดเกี่ยวกับการกระจายพื้นที่บรรจุและการควบคุมร่วมกันของโครงสร้างการเชื่อมโยงข้ามสามารถออกแบบมาสําหรับสูตรเสริมยาง – รวมถึงการจับคู่ฟิลเลอร์เสริมการเลือกระบบการเชื่อมโยงขวางและการรับประกันความเสถียรทางความร้อนในระยะยาวโดยสารต้านอนุมูลอิสระและสารต้านอนุมูลอิสระ ควรสังเกตว่าการวิจัยไม่ได้เกี่ยวข้องโดยตรงกับสารเสริมเฉพาะเช่นสารต่อต้านอนุมูลอิสระสารต้านอนุมูลอิสระหรือคาร์บอนสีขาวสีดําความสัมพันธ์ดังกล่าวเป็นการเปิดเผยทางเทคนิคข้ามสาขาไม่ใช่ข้อสรุปของการวิจัยเอง

ที่มา: 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

แหล่งข้อมูล: Enhanced Positive Temperature Coefficient Behavior of High‐Density Polyethylene/Carbon Black Composites via Waste Rubber Volume Exclusion and Electron‐Beam Irradiation Crosslinking， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี