國內導電高分子材料發展，目前尚處于起步階段，導電高分子材料制品無論種類、性能、還是與之相關的理論研究，均與發達國家有一定的差距 。因 此，導電高分子材料的研究在國內仍具有很大的潛力，導電高分子材料市場潛力很大，應用前景廣闊?。研究選擇以尼龍 6 (PA6)為高分子基體，以炭黑(CB) 和不銹鋼纖維(SSFs) 為導電填料，研發力學性能及導電性能優異的導電尼龍材料。
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本篇研究通過使用雙螺桿熔融共混法，將炭黑和不銹鋼纖維分別填充到 PA6 中， 制備得到 PA6 /CB、PA6 /SSFs、PA6 /CB/SSFs 復合材料，考察其電學和力學性能，結果表明: 單一導電填料填充的兩相復合材料的導電性能隨導電填料含量的增大而增強，電阻率增大; 炭黑與不銹鋼纖維的復配可以協同提高復合材料的導電性能。
下圖為技術路線圖，此項目研究單一導電填料填充尼龍 6 制備PA6 / CB、PA6 / SSFs 兩相復合材料，以及兩種導電填料復配填充尼龍 6 制備 PA6 / CB / SSF 三相復合材料的性能變化規律，從而得到低填充導電尼龍復合材料的制備工藝。
(1)不銹鋼纖維(SSFs)和炭黑 ( CB)單獨填充尼龍 6 兩相復合材料的制備及電學力學性能研究 ;
(2)?不銹鋼纖維?(?SSFs)?和炭黑?(?CB)?復配填充尼龍?6?三相復合材料的制備及電學力學性能研究?;
(3) 尼龍 6 導電復合材料的增韌改性及性能研究。
下圖為 PA6 / CB 復合材料的力學電學性能隨炭黑母粒含量的增加的變化曲線 。從圖 3 可以看出隨著炭黑母粒的含量的增大，PA6 / CB 復合材料的電阻率逐漸降低，導電性能逐漸增強 。當炭黑母粒的含量在 50% 時，炭黑含量的增大對電阻率的影響相對較小，電阻率的變化趨于平緩 。從圖 3 還可看出， PA6 / CB 復合材料的拉伸強度和彎曲強度均隨炭黑母粒含量的增加呈現增大趨勢，缺口沖擊強度逐漸降低。
炭黑母粒含量對?PA6?/ CB?復合材料性能的影響
下圖為 PA6 / SSFs復合材料的力學電學性能隨不銹鋼纖維母粒含量的增加的變化曲線 。從圖 4 可以看出隨著不銹鋼纖維母粒含量的增大，PA6 / SSFs 復合材料的電阻率逐漸降低 。PA6 / SSFs 復合材料的拉伸強度和彎曲強度均隨不銹鋼纖維母粒含量的增加有升高的趨勢，而缺口沖擊強度逐漸下降。
不銹鋼纖維母粒含量對?PA6 / SSFs?復合材料性能的影響
表 4 為不同導電填料配比條件下，對 PA6 / CB / SSFs 復合材料性能的影響 。三相復合材料中固定尼龍的含量為 50% ，調整炭黑母粒和不銹鋼纖維母粒的含量 配 比，從 表 4 中 可 以 看 出，PA6 / CB / SSFs 復合材料的力學性能受兩種導電填料配比不同的影響相對較小 。復合材料的電阻率隨不銹鋼纖維母粒的含量增大及炭黑母粒含量的減少有增大的趨勢，但變化較平緩。不銹鋼纖維和炭黑在增強尼龍材料導電性能方面，表現出一種協同增強作用。
1)?單一導電填料填充的兩相復合材料的導電性能隨導電填料含量的增大而增強，拉伸和彎曲強度呈增大的趨勢，而缺口沖擊強度逐漸下降。
2)?當炭黑母粒的含量達到50% 時，炭黑含量的增大對電阻率的影響相對較小，故電阻率的變化趨勢趨于平緩。
3)?PA6 / CB / SSFs 復合材料的力學性能受兩種導電填料配比不同的影響相對較小，變化趨勢趨于穩定 。炭黑與不銹鋼的復配可以協同提高復合材料的導電性能。
來源：新型導電尼龍材料的研發 ，天津長蘆海晶集團有限公司
原文始發于微信公眾號（艾邦高分子）：新型導電尼龍材料的研發
