导电高分子材料的优点

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导电高分子材料的优点范文第1篇

一、功能高分子材料的介绍以及其研究现状

1.功能高分子材料的简介

功能高分子材料是指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料，通常也可简称为功能高分子，也可称为精细高分子或特种高分子。

2.功能高分子材料的研究现状

在原来高分子材料的基础上，可将功能高分子材料分为两类：一类是以改进其性能为目的的高功能高分子材料；另一类是为赋予其某种新功能的新型功能高分子材料。

2.1高功能高分子材料

2.1.1光功能高分子材料

光功能高分子材料是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料，可制成各种透镜、棱镜、塑料光导纤维、塑料石英复合光导纤维、感光树脂、光固化涂料及黏合剂等。这类材料主要包括光记录材料、光导材料、光加工材料、光转换系统材料、光学用塑料、光导电用材料、光合作用材料、光显示用材料等。在光的作用下，实现对光的传输、吸收、贮存、转换的高分子材料即为光功能高分子材料

2.1.2生物医用高分子材料

生物医用高分子材料需要满足的基本条件：除具有医疗功能外，还要强调安全性，即要对人体健康无害。不会因与体液或血液接触而发生变化；对周围组织不会引起炎症反应；不会产生遗传毒性和致癌；不会产生免疫毒性；长期植入体内也应保持所需的拉伸强度和弹性等物理机械性能；具有良好的血液相容性；能经受必要的灭菌过程而不变形；易于加工成所需要的、复杂的形态。

2.1.3电功能高分子材料

导电高分子材料通常是指一类具有导电功能、电导率在10-6S/cm以上的聚合物材料。这类高分子材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜，以及电导率可在绝缘体-半导体-金属态（10-9到105S/cm）的范围里变化。按照材料结构和制备方法的不同可把导电高分子材料分为结构型（或本征型）导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。

2.2新型功能高分子材料

2.2.1高吸水性高分子材料

高吸水性树脂是一种三维网络结构的新型功能高分子材料，它不溶于水而大量吸水膨胀形成高含水凝胶。高吸水性树脂的主要性能是具有吸水性和保水性。它可吸收自身重量数百倍至上千倍的水，自身含有强亲水性基团同时具有一定交联度。，此外，高吸水性树脂的保水性能极好，即使受压也不会渗水，而且具有吸收氨等臭气的功能。高吸水性树脂在石油、化工、轻工、建筑等部门被用作堵水剂、脱水剂、增粘剂、密封材料等；在农业上可以做土壤改良剂、保水剂、植物无土栽培材料、种子覆盖材料，并可用以改造沙漠，防止土壤流失等；在日常生活中，高吸水性树脂可用作吸水性抹布、餐巾、鞋垫、一次性尿布等。

2.2.2形状记忆功能高分子材料

形状记忆功能高分子材料自19世纪80年现热致形状记忆高分子材料，人们开始广泛关注作为功能材料的一个分支——形状记忆功能高分子材料。形状记忆功能材料的特点是形状记忆性，它是一种能循环多次的可逆变化。即具有特定形状的聚合物受到外力作用，发生变形并被保持下来；一旦给予适当的条件（力、热、光、电、磁），就会恢复到原始状态。

2.2.3生物可降解高分子材料

生物降解高分子材料具有无毒、可生物降解及良好的生物相容性等优点，所以其应用领域非常广，市场潜力非常大。高分子的降解主要是各种生物酶的水解，其中聚乳酸类高分子是已开发应用于生命科学新型生物可降解材料，生物降解高分子材料除了在包装、餐饮业、农业、医药领域的应用外，在一次性日用品、渔网具、尿布、卫生巾、化妆品、手套、鞋套、头套、桌布、园艺等多方面都存在着潜在的市场，有很好的发展前景。

二、新型高分子材料的应用

现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料，但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料不仅可以用于结构材料，也可以用于功能材料。

这些新型的高分子材料在人类的社会生活、医药卫生、工业生产和尖端技术等方方面面都有广泛的应用。在生物的医用材料界中研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯（PM-PPC）的新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料；在工业污水的处理中，可以利用新型高分子材料的物理法除去油田中的污水；开发的苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂及聚酰亚胺等热固性树脂复合材料，这些材料比模量和比强度比金属还高，是国防、尖端技术等方面不可缺少的材料；同样，在药物的传递系统中应用新型的高分子材料，在包转材料中的应用，在药剂学中应用等等。

三、开发新型高分子材料的重要意义

从上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代，世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究，从90代开始，科学家们就将注意力转到了高智能的高分子材料的开发上。新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上，以提高产品的性能，减少环境的污染，节约资源。目前而言，合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷，以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。在开发新聚合方法方面，着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的丁业化。同时，也更加重视在降低和防止高分子材料生产和使用过程中造成的环境污染。新型高分子材料的开发，不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求，更重要的是能够促进能源与资源的节约，减少环境的污染，提高生产的能力，体现现代科技的高速发展。加快高分子材料回收、再生技术的开发和推广应用，大力开展有利于保护环境的可降解高分子材料的研究开发。

四、结束语

材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，是一个国家工业发展的重要基础和标志。我国国民经济和高技术已进入高速发展时期，需要日益增多的高性能、廉价的高分子材料，环境保护则要求发展环境协调、高效益的高分子材料制备和改性新技术，实施高分子材料绿色工程。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展，技术的进步，越来越能影响人类的生活，工业的进步。

参考文献

[1]严瑞芳.高分子形状记忆材料.材料科学技术百科全书[M].北京：中国大百科全书出版社，2008：382～383.

[2]陈莉主编.智能高分子材料[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]何天白，胡汉杰主编，功能高分子与新技术，北京：化学工业出版社，2009.

导电高分子材料的优点范文第2篇

关键字：新型高分子材料；高分子材料应用；新型高分子材料的开发

引言：

高分子材料是指由相对分子质量较大的化合物分子构成的材料。按其来源，高分子材料可分为天然，合成，半合成材料，包括了塑料，合成纤维，合成橡胶，涂料，粘合剂和高分子基复合材料。从1907年高分子酚醛树脂的出现以来，高分子材料因其普遍具有许多金属和无机材料所无法取代的优点而获得迅速的发展。然而，现在大规模生产的还只是在寻常条件下能够使用的高分子物质，即通用高分子。它们存在着机械强度和刚性差、耐热性低等缺点，而现代工程技术的发展对高分子材料提出了更高的要求。于是新型高分子材料的开发与应用尤为重要。纳米、导电、生物医用、生物可降解、耐高温、高强度、高模量、高冲击性、耐极端条件等高性能的新型高分子材料的开发与应用不但能解决现阶段的高分子材料所面临的问题，而且也将积极地推动高分子材料向功能化、智能化、精细化方向的发展。与此同时，我国十二五计划也将高分子材料的开发研究纳入了其中，作为其重要研究方向之一的新型高分子材料的开发研究必将会极大地推动我国材料技术的发展。

一、简述高分子材料

1.高分子材料

高分子材料（macromolecular material），以高分子化合物为基础的材料。基本成分为聚合物，或以其含有的聚合物的性质为其主要性能特征的材料。高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，通常分子量大于10000，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命体都可以看作是高分子的集合体。

2.国内外高分子材料开发现状

高分子材料与金属材料和无机非金属材料共同构成了应用性材料科学的最重要的三个领域。高分子材料凭借其独特的优势占领了巨大的市场。

世界高分子材料工业正在高速地发展着。世界合成树脂量从1950年的1.5M工增长到2005年的212M工，每年大概以5%的增长率在迅速地增长。现在塑料的产量早已超过了木材和水泥等结构材料的总产量。合成橡胶的产量也已超过了天然橡胶，而合成纤维的年产量在上个世纪80年代就已经达到了棉花、羊毛等天然和人造纤维的2倍。对于我国而言，目前我国是世界上最大的树脂进口国，每年进口的树脂数量大约是世界树脂总贸易的25%到30%。我国的树脂合成工业正高速地发展当中，树脂合成能力也在飞速地提高中。然而与西方发达国家仍然存在着差距。

3.开发新型高分子材料的重要意义和途径

自上世纪30年代高分子材料的出现开始到现代，世界工业科学不再只是满足与对基础高分子材料的开发研究，从90代开始，科学家们就将注意力集中到了高功能，高智能的高分子材料开发上。现代工业对于新型高分子材料的需求日益强烈。像纳米高分子材料，通常是将纳米微粒与聚合物基材进行复合，利用其特殊性质来开发新产品，这比研究全新的聚合物材料投资少，周期短，生产成本低。与普通改性材料不同，纳米粒子具有特殊的表面效应、体积效应、量子尺寸效应以及宏观量子隧道效应等，这些效应的综合作用导致了改性后的高分子材料具有特殊性能。比如，纳米粒子巨大的比表面积产生的表面效应，可使经纳米粒子改性后的高分子材料的机械性能、热传导性、触媒性质、破坏韧性等均与一般材料不同，有的材料还具有了新的阻燃性和阻隔性。

新型高分子材料的开发主要是集中在制造工艺的改进上，以提高产品的性能，减少环境的污染，节约资源。就目前而言，合成树脂新品种、新牌号和专用树脂仍然层出不穷，以茂金属催化剂为代表的新一代聚烯烃催化剂开发仍然是高分子材料技术开发的热点之一。在开发新聚合方法方面，着重于阴离子活性聚合、基团转移聚合和微乳液聚合的工业化。在第二次世界大战中发展起来的高分子复合技术，以及出现于50年代的高分子合金化技术后。新的复合技术和合金化技术层出不穷。新型高分子材料的开发，不但能够满足现代工业发展对于材料工业的高要求，更能够促进能源与资源的节约，减少环境的污染，提高生产能力，更能体现出现代科技的高速发展。

二、新型高分子材料的应用

现代高分子材料是相对于传统材料如玻璃而言是后起的材料，但其发展的速度应用的广泛性却大大超越了传统材料。高分子材料既可以用于结构材料，也可以用于功能材料。

现阶段新型高分子材料大致包括高分子分离膜，高分子磁性材料，光功能高分子材料，高分子复合材料这几大类：

第一，高分子分离膜是用高分子材料制成的具有选择透过的半透性薄膜。采用这样的薄膜，以压力差、温度梯度、浓度梯度或电位差为动力，与以往传统的分离技术相比，更加的省能、高效和洁净等，被认为是支撑新技术革命的重大技术。

第二，高分子磁性材料是磁与高分子材料相结合的新的应用。早期磁性材料具有硬且脆，加工性差等缺点。将磁粉混炼于塑料或橡胶中制成的高分子磁性材料，这样制成的复合型高分子磁性材料，比重轻、容易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品，还能与其它元件一体成型等。

第三，光功能高分子材料，是指能够对光进行透射、吸收、储存、转换的一类高分子材料。目前，这一类材料已有很多，应用也很广泛。

第四，高分子复合材料是指高分子材料和不同性质组成的物质复合粘结而成的多相材料。高分子复合材料最大优点具有各种材料的长处，如高强度、质轻、耐温、耐腐蚀、绝热、绝缘等性质。

这些新型的高分子材料在人类社会生活，工业生产，医药卫生和尖端技术等方方面面都有着广泛的应用。例如，在生物医用材料界上，研制出的一系列的改性聚碳酸亚丙酯（PM-PPC）新型高分子材料是腹壁缺损修复的高效材料：在工业污水的处理上，在不添加任何药剂的情况下，利用新型高分子材料物理法除去油田中的污水：开发的聚酰亚胺等热固性树脂及苯乙烯、聚丙烯等热塑性树脂复合材料，这些材料比强度和比模量比金属还高，是国防、尖端技术方面不可缺少的材料；同样，在药物传递系统中应用新型高分子材料，在药剂学中应用，在包转材料中的应用等等。新型高分子材料已经渗透于人类生活的各个方面。

三、综述

材料是人类用来制造各种产品的物质，是人类生活和生产的物质基础，是一个国家工业发展的重要基础和标志。作为材料重要组成部分的高分子材料随着时代的发展，技术的进步，越来越能影响人类的生活。新型高分子材料的不断开发像纳米技术、荧光技术、导电技术、生物技术等的实施必将使得高分子材料在工业化的应用中不断进步。区别于我们已经开发研究成熟的一些传统材料，高分子材料的研究开发存在着无穷的潜力。正如一些科学家预言的那样，新型高分子材料的开发将有可能会带来现代材料界的一次重大革命。

参考文献：

[1]程晓敏，高分子材料导论[M]，安徽大学出版社2006，

[2]于金海，应用新型可降解材料修复腹壁缺损的实验研究[J].中国知网论文总库2010

[3]赵利利，论新型高分子材料的开发与应用[J]，科技致富向导，2011.（02）.

导电高分子材料的优点范文第3篇

【关键词】形状记忆；高分子材料；军事应用

1.形状记忆高分子材料简介

形状记忆高分子或形状记忆聚合物（SMP，Shape Memory Polymer）作为一种功能性高分子材料，是高分子材料研究、开发、应用的一个新分支。它是在一定条件下被赋予一定智能高分子材料的形状（起始态），当外部条件发生变化时，它可相应地改变形状，并将其固定（变形态）。如果外部环境发生变化，智能高分子材料能够对环境刺激产生应答，其中环境刺激因素有温度、pH值、离子、电场、溶剂、反以待定的方式和规律再一次发生变化，它便可逆地应物、光或紫外线、应力、识别和磁场等，对这些刺激恢复至起始态。至此，完成记忆起始态固定变形态恢复起始态的循环。

1989年 ，石田正雄认为 ，具有形状记忆性能的高分子可看作是两相结构 ，即由记忆起始形状的固定相和随温度变化能的可逆的固化和软化的可逆相组成。可逆相为物理铰链结构 ，而固定相可分为物理铰链结构和化学铰链结构，以物理铰链结构为固定相的称为热塑SMP，以化学铰链结构为固定相的称为热固性SMP。王诗任等认为 ，形状记忆高分子实际上是进行物理交联或化学交联的高分子，其形状记忆行为实质上是高分子的粘弹性力学行为。他们根据高分子粘弹性理论建立了一套形状记忆的数学模型。总结来说，形状记忆机理可分为：组织结构机理、橡胶弹性理论、粘弹性理论。

2.军事材料特殊性分析

未来战争是高技术条件下的战争。不仅战场环境变得更加恶劣复杂，各种类型的雷达，先进探测器以及精确制导武器的问世，对各类武器和装备构成了严重的威胁。因此，不仅军事装备的质量要求一定可靠，而且，军事装备的再生性和快速制造能力也被提到了新的高度。

军事装备系统的可靠性（The Reliability of Armaments system）是指军事装备系统在规定的时间内，预定的条件下，完成规定效能的能力。要求装备在特定的条件下长期存放和反复使用过程中，不出故障或少出故障，处于正常的使用状态，且能实现其预期效能。因此，军事材料必须拥有极强的性能和超长的工作寿命。军事装备的再生能力，指的是军事装备受到损坏后，能够迅速进行战场抢修的能力。战场再生能力是提高装备战斗力的重要组成部分。形状记忆高分子材料具有许多优异的性能，因此此类材料对于军事方面的贡献就十分明显。在前期制造方面，由于其快速恢复能力，可以在很短的时间内完成对零部件连接、整合，为战争赢得极宝贵先机时间。在对装备恢复方面，我们可以将记忆前的材料制造为较为规则，使用面积较小的部件，单一运输时可以减缩空间，从而提高运输效率，极大地提高了战场的再生能力。

3.形状记忆高分子材料在军事方面应用展望

目前，形状记忆高分子材料在军事方面的成熟应用主要体现在在战机的连接，加固，军事通讯设备，战争医疗设备等方面。

3.1战机接头连接

在军事战斗机上通常装有各种不同直径的管道， 对于一些异径管接头的连接， 形状记忆高分子材料可以大显身手。其大致工艺过程如下： 先将形状记忆高分子材料加工成所要求的管材， 然后对其加热使管材产生径向膨胀， 并快速冷却， 即可制得热收缩套管。应用时， 将此套管套在需要连接的两个管材的接头上，再用加热器将已膨胀的套管加热至其软化点以上（低于一次成形温度）， 膨胀管便收缩到初始形状，紧紧包覆在管接头上。

3.2紧固销钉

在战斗机的制造工艺中， 需应用大量的连接件进行连接。采用形状记忆高分子材料制作紧固销钉，将是战斗机制造业中的一项崭新工艺技术。

（1）先将记忆材料成形为销钉的使用形状；（2）再将销钉加热变形为易于装配的形状并冷却定型；（3）将变形销钉插入欲铆合的两块板的孔洞中；（4）将销钉加热即可回复为一次成形时的形状， 即将两块板铆合固定。

3.3军事通讯设备

形状记忆高分子材料在军事通讯设备方面的应用同记忆合金比较相似。后者在航空航天领域内的应用有很多成功的范例。人造卫星上庞大的天线可以用记忆合金制作。发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。而高分子材料通常具有很好的绝缘性能，因此在通讯设施中不需要导电的部件中，用形状记忆高分子材料代替，以获得我们预期的目标，从而提高部队的携带能力。

3.4军事医疗设备

在需要单兵作战的特殊场合，由于单兵的辎重，装备等携带能力的限制，需要在有限的或体积下携带比较充足的医疗设施，从而为军人的生命恢复提供必要的保障。利用低温形状记忆特性的聚合物聚氨酯、聚异戊二烯、聚降冰片烯等可以制备用作矫形外科器械或用作创伤部位的固定材料，比如用来代替传统的石膏绷带。方法有2种：一是将形状记忆聚合物加工成待固定或需矫形部位形状，用热水或热吹风使其软化，施加外力使其变形为易于装配的形状，冷却后装配到待固定或需矫形部位。再加热便可恢复原状起固定作用，同样加热软化后变形，取下也十分方便；二是将形状记忆聚合物加工成板材或片材，用热水或热吹风使其软化，施加外力变形为易于装配形状，在软化状态下装配到待固定或需矫形部位，冷却后起固定作用，拆卸时加热软化取下即可。形状记忆材料与传统的石膏绷带相比具有塑型快、拆卸方便、 透气舒适、干净卫生、热收缩温度低、可回复形变量大的特点，可望在矫形外科领域及骨折外固定领域得到广泛应用。

4.结束语

目前，对形状记忆材料的研究才刚刚开始，尚处于初级阶段。形形状记忆高分子材料虽然具有可恢复形变量大、记忆效应显著、感应温度低、加工成型容易、使用面广、价格便宜等优点，但尚存在着许多不足之处，如形变回复不完全、回复精度低等。因而，在形状记忆高分子材料的分子设计和复合材料研究等方面，还有待于进一步探索。另外，应根据现实需要开发新型的形状记忆高分子或对原有的形状记忆高分子有针对性地进行改性。因此， 在今后的研究工作中， 应充分运用分子设计技术及材料改性技术， 努力提高材料的形状记忆性能及综合性能， 开发新的材料品种， 以满足不同的应用需要。另外， 还应注重新材料的实际应用， 早日形成工业产量，为我国的军事建设及各项国民经济建设服务。

【参考文献】

[1]张福强.形状记忆高分子材料.高分子通报，1993，（1）：34-37.

[2]石田正雄.形状记忆树脂[J].配管技术，1989，31（8）：110-112.

[3]王诗任，吕智，赵维岩，等.热致形状记忆高分子的研究进展[J].高分子材料科学与工程，2000，16（1）：1-4.

导电高分子材料的优点范文第4篇

胎冠：胎冠用耐磨的橡胶制成，它直接承受摩擦和全部载荷，能减轻帘布层所受的冲击。并保护帘布层和内胎，以免其受到机械损伤。胎面上有各种凹凸花纹，以保证轮胎与地面的附着性能，防止轮胎滑移。轮胎胎面的花纹对汽车使用性能有非常重要的影响，因此在选用轮胎时必须足够重视轮胎的花纹。胎肩：胎肩是较厚的胎冠与较薄的胎侧之间的过渡部分。它除了起到保护帘布层的作用外，表面一般还制有各种花纹，以利于防滑和散热。胎侧：胎侧是贴在帘布层侧壁的较薄的一层橡胶层，它可承受较大的扭曲变形，其作用是保护帘布层免受机械损伤和水分侵蚀。

2）帘布层

帘布层是外胎的骨架，也称胎体。其主要作用是承受载荷，保持外胎的形状和尺寸，使外胎具有一定的强度。帘布层通常由多层挂胶帘线用橡胶粘合而成。为了使负荷均匀分布，帘布层数多为偶数。帘布层数越多，其强度越大，但相应它的弹性随之降低。一般帘布层数都标在外胎的表面上。帘布材料一般有棉线、人造丝线、尼龙线和钢丝等。现在多采用聚酰胺纤维和钢丝作帘线后，在轮胎的承载能力相同的情况下帘布层数可以减少，这样既减少了橡胶的消耗、提高了轮胎的质量，又降低了滚动阻力，延长了轮胎的使用寿命。

3）缓冲层缓冲层位于胎面和帘布层之间，一般用两层或数层较稀疏的帘线和弹性较大的橡胶制成，所以其弹性较大，能缓和汽车在不平路面上行使时所受的冲击，并防止汽车在紧急制动时胎面与帘布层脱离。

4）胎圈胎圈由钢丝圈、帘布层包边和胎圈包布组成，具有很大的刚度和强度，可使轮胎牢固地装在轮辋上。斜交轮胎的结构及特点

斜交轮胎是一种老式结构的轮胎。外胎是由胎面、帘布层(胎体)、缓冲层及胎圈组成，帘布层是外胎的骨架，用以保持外胎的形状和尺寸，通常由成双数的多层挂胶布(帘布)用橡胶贴合而成，帘布的帘线与胎面中心线约呈35度角，从一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。由于帘布层的斜交排列，增加了轮胎的强度。在适当充气时，能保证轮胎具有适当的弹性，足够的承载能力，能满足汽车对轮胎的使用要求。如果选用尼龙、聚脂纤维或纲丝等高强度帘线材料时，可大大提高轮胎的负荷承载能力，改善轮胎使用性能，是现代汽车常用的一种轮胎。『科伦电子科技(河源)有限公司『成立于公元2000年，为一专业高分子电路保护组件设计及制造公司，主要产品包括插件型(Radialtype)、叠片型(Straptype)及表面接着型(SMDtype)等高分子正温度系数(PPTC)可复式保险丝(又称为热敏电阻)。本产品广泛应用于消费性电子产品、计算机主机板及相关组件、计算机外设产品、锂电池、镍氢电池、通讯电子产品、汽车电路以及其它工业产品之电流过载保护。本公司拥有全系列PPTC可复式保险丝之开发能力及生产技术，质量系统己通过ISO-9001认证，产品已分别获得UL及TUV认证，并已申请多项国内外产品专利。除了现有已生产之各类型可复式保险丝外，本公司亦可为客户提供特殊规格之PPTC产品(例如：无铅产品)。公司经营理念：科技之价值在于改善人类生活，因此科伦电子有限公司非常重视客户之需求及员工之期望。我们藉由良好的团队合作并全部的活力发挥来生产一流的产品，并积极研发新产品开发新的应用领域。公司的品质政策与环境方针品质政策：从我做起，尽职尽责，满足客户要求。环境方针：遵守法规，减废除污，资源回收，从我做起。高分子正温度系数热敏电阻相关知识PPTC是指电阻系数在某一相转移温度急剧升高，到达其室温电阻系数的数万倍或者几十万倍以上的电子元件，使用半结晶热塑性能高分子材料为基材，添加导电颗粒，经过适当混炼加工处理而成，使其具有PTC特性。PPTC作动原理：PPTC是由高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。常温下，正常工作电流通过PPTC内部时，高分子聚合物与导电粒子材料高密度的结合在一起形成结晶状的结构，此时PPTC处于低阻值的分子状态，PTC工作正常内阻在10mΩ--5Ω之间。当PPTC两端出现短路/破坏性大电流时，串联中的PPTC消耗功率P="I"2R开始增大，PPTC瞬间产生大量的热量，使PPTC内部高分子聚合物温度急速上升，导致急剧膨胀，同时开始结晶形成胶状体，导电粒分子健开始断裂，阻断由导电粒子材料形成的通路，此时PPTC内阻值达到KKΩ级数值。从而有效的限制短路电流/破坏性大电流通过PPTC，电路回路处于断开状态。此时PPTC处于高温高阻状态，经过有效试验24小时是时时处于高阻值状态。当故障电流排除后，PPTC内部材料温度降低，高分子聚合物重新结晶，导电粒子材料开始导通。整个工作电路恢复正常。PPTC自动恢复，无需人工更换。经过试验连续保护1万次不失效。又称万次保险丝。可以完全取代普通热熔断体。PPTC应用原理：传统保险丝作为过流保护，仅能保护一次，烧断了就需更换。而作为新型过流保护元件的可恢复保险丝具有过流保护，自动复原双重功能：过流保护PPTC元件串接在电路中，正常情况下，呈低阻状态，保证电路正常工作；当电路发生短路或窜入异常大电流时，PPTC元件的自热使其阻抗增加把电流限制到足够小，起到过电流保护作用。自动复原当产生过电流的故障得到排除，PPTC元件自动复原到低阻状态。这既避免了维护更换，也避免了可能引起电路损坏的持续循环的开闭状态。PPTC可恢复保险丝具有过流保护，自动复原双重功能的原因是由于其特殊的构造。PPTC可恢复保险丝是又高分子聚合物及导电材料等混合制成。正常情况下，导电材料通过聚合物材料构成三维导电通道，PPTC阻值很小；当有异常大电流通过时，PPTC元件温度迅速上升，聚合物材料随即膨胀，使得导电通道断开，引起阻抗剧增，通过的电流变小，电路如同断开，达到保护目的。当异常大电流消失后，PPTC的自热不足以维持其高阻状态，其阻抗又恢复到低阻状态。与传统保险丝相比，具有可自复，体积小，更坚实的优点。PPTC生产制程：配料，混炼，压片，贴合，辐射交联，再复合电镀，文印，最后包装入库；电性参数有Vmax，Ihold，Itrip，Rmax，R1max，Rmin，以及P（d）；相关测试有holdcurrenttest，humidityagingtest，timetotriptest等等。选购PPTC器件的六个主要考虑要素：1．外形尺寸。为适应终端产品的要求，自复位保险丝供应商针对同一参数产品开发出了多种封装形式的PPTC器件，包括不同规格轴向、径向插装以及表面贴装等形式，用户需要根据组装工艺及设计确定器件的尺寸。

2．额定电压。PPTC的额定电压应不低于电源电压，同时还要大于失效电压，因为当断路发生时它是电路上电阻最大的部件，整个电路电压都可能施加在它的两端。

3．额定保持电流(工作温度下)。保持电流是指PPTC在室温下保持不发生断路的最大电流，因为PPTC是一种热敏器件，所以温度升高时保持电流将下降，用户应向供应商索取不同温度下的保持电流数据，并考虑最终使用环境温度带来的影响。4．响应时间。供应商还应该提供PPTC器件在不同电流下发生断路的响应时间，当过电流发生时，用户对器件的基本要求是赶在线路其它部分损坏前将电路断开。注意有时候某些系统在上电时有一个来自电容或马达的浪涌电流，通常它的能量还不足以使PPTC器件断开，但在其它正常工作范围必须能够及时做出反应。

5．最大击穿电流。最大击穿电流是指使PPTC器件始终保持断路的电流值，用户应确保该值大于系统可能出现的最大电流。

6．断路功耗。功耗太大的器件在断路时会产生较高热量，相应也有较大漏电流。该特性在便携式产品中尤其需要考虑。复合电镀知识简介通过金属电沉积的方法，将一种或数种不溶性的固体颗粒，均匀地夹杂到金属镀层中所形成的特殊镀层就是复合镀层。这种制备复合镀层的方法，称之为复合电镀。复合电镀可以在一般的电镀设备、镀液、阳极等基础上略加改造（主要是增加使固体颗粒在镀液中充分悬浮的措施等等），就可用来制备复合镀层。对复合镀层的分类，如以构成复合镀层的组分来分（所采用的基质金属），则可区分为镍基复合镀层、铜基复合镀层、银基复合镀层等等。镍基复合镀层是当前应用最广的一种复合镀层。复合镀层的基本成分分为二类：一类是通过电化学还原反应而形成镀层的那种金属，称为基质金属；另一类则为不溶性固体颗粒，它们通常是不连续地分散于基质金属之中，组成一个不连续相。它们可以是无机颗粒，如金刚石、石墨、各种氧化物（如Al2O3、TiO2，ZrO2）、硫化物（如MoS2）、硼化物、氮化物（如BN）、硫酸盐、硅酸盐等；也可以是有机颗粒，如聚四氟乙烯、尼龙、氨基甲醛树脂等。此外，金属粉（如镍、铝、铬、钨粉）也可以做为与基质金属共沉积的颗粒。由于复合电镀是一种特殊的电镀工艺，为了获得合格的复合镀层，必须注意以下两个方面：一是固体微粒的选择和制备；二是选择合理的设备，使固体微粒在电沉积过程中能够均匀地悬浮在镀液中。在制备固体微粒之前，通常还要对其粒径大小和分布进行测定。测定的方法主要有筛分法、显微镜法、重力沉降法、离心法、电感应法、气体透过法和气体吸附法等。固体微粒在使用前还需用表面活性剂对其进行润湿处理，使固体微粒亲水，同时还应视情况在镀液中加入一定量的阳离子表面活性剂。它们能大量吸附在微粒表面，使其带正电荷，较顺利地在阴极上电沉积。设备及其操作1．SHR高速混合机（张家港亿利机械有限公司）。SHR系列混合机设计先进，操作方便，安全可靠。体积小，重量轻，效率高，能耗小，噪音低。混合过程：首先称量物料，再在500转每分钟的转速下预混合5分钟，然后在1500转每分钟下混炼15分钟，最后取出混合均匀的物料。2．Bartender塑谱仪的评价功能：（1）高分子材料的熔融行为。

（2）高分子材料的热安定性和剪切应力的安定性。

（3）交联性高分子材料的硬化流动(flowcuring)行为。

（4）类橡胶材料与橡胶材料的硬化流动行为。

（5）导电材料中碳黑的加入時间。

（6）聚氯乙烯(PVC)对可塑剂的吸收情況。

（7）粉体原料对液体原料的吸收状况。

导电高分子材料的优点范文第5篇

Abstract： As the scale of the cable buried construction grows in the urban power network renovation， the rapid development of power system has put a higher demand on the performance and economic benefits of the cable support. Considering the problems produced by the able support made of traditional materials in the coming power system， the article introduces SMC cable support made of a new material. On the basis of detailed elaboration on the characteristics of SMC composite material， the article comes to a conclusion that the SMC cable support has the advantages of high insulation， good mechanical properties， corrosion resistance， flame retardant， high reliability， long life and so on. By comprising the performance of SMC and the traditional cable support， it demonstrates that SMC cable support is a reliable alternative of the traditional one and is the trends of the cable support in the power system.

关键词： SMC；电缆支架；复合材料

Key words： SMC；cable support；composite material

中图分类号：F764.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0069-02

0 引言

制作电缆支架的材质有很多种，目前应用得比较广泛的主要有金属角铁电缆支架、水泥电缆支架、高分子复合材料电缆支架等。一直以来，电力系统和公用事业部门采用金属角铁、铝合金或水泥条制电缆支架铺设电缆较多。

传统材质的电缆支架，由于材料本身性能限制，在使用中一直存在着较多缺陷，如传统的金属电缆支架在恶劣环境下易锈蚀、寿命短，如地铁、隧道、化工企业、多雨潮湿或沿海盐雾等场合，使用金属支架极易锈蚀，设施的维护费用高，使用寿命也较短。

随着电力工程建设的需要，特别是大、中城市电网改造中的电缆入地工程，迫切需要性能优良，使用寿命长，使电缆敷设更加快捷安全可靠的新一代电缆支架。我国电力部就曾于1994年在上海召开的电缆标准会议上指出，建议使用有机复合材料代替。发达国家更是一直努力通过各种途径研制质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料来替代传统材料。因此，研制质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料电缆支架来替代传统材料制造的电缆支架是电缆支架未来的发展趋势。复合材料SMC主要应用是在汽车、船舶、化工、建筑、电气、军工以及宇航等方面。SMC具有优异的电绝缘性、耐电弧性，因此在电力系统中也得到了广泛应用：电机换向器、接线板、灭弧罩、电缆分配箱外壳、终端分配器、电缆支架等设备中都使用了SMC。研究表明，使用SMC高分子复合材料研制的电力电缆支架是其中最优越的一种。

1 传统材质的电缆支架存在的问题

首先，电缆架设使用金属支架时，电流流经电缆会产生磁场，导致两个支架角钢之间形成磁场闭合回路（环流），使电缆温度升高，加大电缆与支架涡流作用产生铁损（约占电缆线损的50%），进而使环流温度升高。尤其当电缆通过较大电流时，温度迅速升高，往往会形成强大的弧光而损毁金属支架。因此现在多采取加粗电缆等措施预防此问题，进而大大增加输电设备的制造成本。

其次，目前采用外涂油漆或热浸锌等技术处理金属制电缆支架的防锈防腐问题，仅能治标，不能治本，特别是在恶劣环境中，防锈防腐问题大大缩短了它的使用寿命，同时影响电力、通信设施的安全和无故障使用期。

最后，金属支架生产过程能耗大、污染大，不符合国家节能减排政策；价格易受国际金属市场价格的影响；水泥条制的支架外观粗糙，体积庞大，既容易损伤电缆护套，又不利于在狭小电缆沟内的施工。

2 SMC复合材料的特点

SMC复合材料最早是由德国拜耳公司于1960年研制成功，并实现工业化生产，此后西欧、美国和日本相继发展起来，我国是于1975年开始研制，而后工业化生产，目前已形成了一较大规模的产业。SMC复合材料是一种热固性热复合材料，SMC（Sheet Mould Compound）是由树脂糊浸渍玻璃纤维制成的一种片状模塑料，它具有强度高、重量轻、耐腐蚀、电绝缘等特点，具有性能设计自由度大，加工方便的优点，是全球应用最广泛的复合材料之一，这些优点刚好满足电缆支架的技术要求，是生产电缆支架的理想材料[2][3]。

SMC高分子复合材料具有以下特点：

①强度高、重量轻、重量只有钢的1/4，混凝土管的1/10左右，运输方便，施工便捷。

②产品表面光滑摩擦系数小，不损伤电缆。

③产品整体绝缘，无电腐蚀，可防止产生涡流。

④耐水性好，可长期在潮湿环境或水中使用。

⑤耐热、耐寒、防火性能优，能在-50℃-130℃下使用。

⑥防腐蚀，不生锈，使用寿命长，免维护。

⑦材料没有回收利用价值，可杜绝盗窃问题。

⑧绝缘性能好，无需接地，可减少安装工作量，节约安装成本。

3 SMC电缆支架的特点

SMC玻璃钢复合材料电缆支架可广泛应用于电缆沟、电缆隧道、电缆排管工作井以及电缆半层内的电力电缆、控制电缆和通信电缆的敷设[4]。目前设计有预埋型分体式电缆支架和螺孔型分体式电缆支架，能满足不同的安装环境和使用习惯的需要。同时将支架分成支架座和支架托臂两部分，便于狭窄电缆沟内施工。

将常见的各种材料电缆支架的性能做简单比较，如下表示：

从表中可以看出，与传统的电缆材质相比，采用SMC复合材料制造的电缆支架具有绝缘性能好、机械性能好、耐腐蚀、阻燃性好、产品质量可靠性高、不易老化使用寿命长的优点，SMC复合材料电缆支架具有良好的社会效益和经济效益。

总的来说，SMC高分子复合材料电缆支架具有如下特点[5]：

3.1 强度高，重量轻 SMC高分子复合材料主要由起增强作用的玻璃纤维和起粘结作用、传递载荷作用的热固性树脂组成。玻璃纤维的拉伸强度很高（3450MPa），其含量、长度、铺设形式决定支架制品的强度。SMC高分子复合材料强度可以在30～1000MPa范围。因此，可根据制品的受力情况、产量、生产工艺、价格承受能力来设计玻璃纤维的用量、长度和铺设形式。

3.2 不蠕变 SMC高分子复合材料电缆支架的刚性比国外某些公司生产的玻璃纤维增强尼龙支架增强一倍。即使在长期负载下也不变形。

3.3 防火性能强 氧指数是评价电缆防火产品重要的检测手段。氧指数是指在最大氧气条件下，防火产品耐烧的特性。在工程中使用根据燃烧强度确定。例如：在30根电缆的条件下，如发生电缆引燃事故，在4min以内即可形成500℃以上高温热聚集，从而导致电缆沿走向进行延燃。电缆密集处的电缆越多，可燃体质量越大。而SMC高分子复合材料电缆支架的氧指数大于等于70%。符合防火低烟，无卤，无毒的安全要求，防火性能强。

3.4 耐腐蚀 SMC高分子复合材料支架具有良好的耐腐蚀性能，尤其适合在潮湿、盐雾、酸和弱碱环境使用。

3.5 绝缘性能好 绝缘性能可以根据使用要求调整。一般地，绝缘电阻大于等于1.0×1012Ω。

3.6 使用方便 预埋型支架座直接埋入电缆沟的墙壁即可，螺孔型支架座已经预留安装孔，直接用螺丝固定即可，安装和维护非常方便。电缆支架托臂采用圆弧形光滑表面，没有倒刺和分模线，不会拉伤电缆，而且可降低工人的劳动强度。

3.7 使用寿命长 通用型的使用寿命：室内20年以上，地下50年以上；耐老化型的使用寿命：室外20年。

3.8 良好的经济效益 SMC电缆支架整体式结构，简化了安装工序，提高了安装工效，缩短了工程周期，降低了工程费用及其抗腐蚀性强、无需维护和更换等特点，其优越性是显而易见的。

4 结语

复合材料SMC可设计性强，具有许多传统材料所不可比拟的特性，若使用合理，必将会在电力及许多领域中发挥越来越大的作用；而SMC高分子复合材料电缆支架因其优良的性能，也必能在电力系统获得更广泛的应用。

①传统材质的电缆支架存在易锈蚀、导电、导磁的问题，不能完全满足电力建设和节能的要求。尤其是在特高压输电线路中，为避免产生涡流损耗，在高压单芯大截面电力电缆中应选用非铁磁性材料支架。

②在电力系统中应用SMC电缆支架具有节能降耗的突出优点。

③SMC电缆支架符合220kV及以下电力电缆的装置要求、适用于电缆沟、电缆隧道、竖井、电缆层（井）等各种电缆构筑物。

④综合技术经济比较，SMC高分子复合材料电缆支架明显优于传统材质电缆支架。其替代传统材质支架切实可行，具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]朱景林.电缆支架涡流损耗的研究[J].上海电力，2009（5）：400-402.

[2]刘雄亚，晏石林.复合材料制品设计及应用[M].北京：化学工业出版社，2003.

[3]张志民.复合材料结构力学[M].北京：北京航空航天大学出版社，1993.