【編號】2021-16

【題名】基體分子運動對聚偏氟乙烯/碳纖維復合材料的聚合物基正溫度系數性能的影響

【作者】劉仁鵬，鄒會昭，黃炎昊等

【機構】四川大學高分子科學與工程學院

【刊名】高分子學報（2021年03期）

【文摘】聚合物基正溫度系數(PTC)材料中，基體分子在熔體狀態下的運動能力可顯著影響填料分布、PTC強度及穩定重復性等，明確其機理有利于高靈敏性且穩定可重復的PTC復合材料的設計與制備。通過探究基體熔體黏度不同的聚偏氟乙烯(PVDF)/碳纖維(CF)的電阻-溫度響應行為，可以發現復合材料PTC轉變溫度區間僅取決于基體化學結構與結晶性，而PTC循環穩定性卻受到基體分子運動能力的顯著影響。當基體分子運動能力較強時，分子鏈極易黏附填料在CF表面形成包覆層，導致局部填料間距增大到隧穿距離以上，不利于復合材料導電網絡的重建，導致隨熱循環次數增加，復合材料的室溫電阻率有所升高，PTC可重復性略微降低。而對基體分子鏈纏結明顯的PVDF/CF復合材料中，運動能力較弱的分子鏈不會包覆CF粒子，在多次升溫-降溫循環后導電通路能恢復到初始狀態，復合材料呈現良好的PTC可重復性，將其應用于電路過熱保護裝置時，復合材料表現出靈敏的溫度響應特性及可多次循環的開關特性。