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随着现代社会的进步,信息技术飞速发展,电子设备集成化、高频化和小型化成为了主要发展方向,这使得电磁污染变得日益严重。导电橡胶由于兼具独特的弹性体特点和优异的电磁屏蔽性能成为了近年来研究的热点。 Ni/Al填充导电橡胶由于填料Ni/Al粉体不但具有较高的电导率和磁导率,还有抗腐蚀、抗氧化、成本低、质轻等特性而被关注。Ni/Al粉体多为球形粉,虽然具有好的流动性,但是同时也存在一些弊端:球体颗粒为点接触,接触几率少和接触面积小,致使导电通路少,导电性较差;球体比表面积小,从而导致其更易从基体中脱落。 为解决Ni/Al球体填料所带来的导电性不易提高问题,本课题选择不同种类、不同比例、不同填量的异形粉体加入到此种导电橡胶中,从导电性、屏蔽性能及力学性能等方面对其进行评价。试验结果发现Ni/CF的掺杂可提高Ni/Al型导电橡胶的导电性及屏蔽性能。在总填量较小(130phr)时,纤维掺杂甚至可以使得导电橡胶体积电阻率从2.5×1010Ω·cm降低至1.4×100Ω·cm。当总填料达到240phr时,在1 GHz~2.5GHz的频段内,经过掺杂其屏蔽效能在90dB以上。另外,构建面心立方堆垛结构模型计算颗粒间最小距离,模型显示导电橡胶的渗流阈值与颗粒最小间距有较为明显的相关性:颗粒平均最小间距达到25μm时,导电橡胶的导电性迅速提升。 针对球形填充颗粒易脱落的问题,本课题选择不同种类、不同比例、不同填量的偶联剂,以几种方式添加入此种导电橡胶中,以导电性和脱落性能对其进行评价。研究发现A-151硅烷偶联剂、KH-792硅烷偶联剂、UP-201钛酸酯偶联剂以及UP-550硅烷偶联剂在导电橡胶中并不能明显改善颗粒脱落问题。 最后,通过比较二次硫化前后导电橡胶的即时导电性及其随时间变化情况,确定硫化工艺。试验结果表明虽然二次硫化工艺会小幅度增加导电橡胶的即时电阻,提高硬度,但是该工艺大幅度提高了导电橡胶的导电性和屏蔽效能的稳定性。致使导电性更稳定的原因是二次硫化可提高橡胶交联密度,保证导电颗粒间距不易变宽。