金具有特别的化学稳定性和优良的导电性及导热性,而且没有银迁移的缺点,所以金粉是导电高分子中理想的金属导电填料。一般可采用两种不同形状的金粉作为导电填料:球状金粉和片状金粉。球状金粉其颗粒近似球形,平均粒度小于0.5μm,{zd0}粒径小于1μm,纯度为99.95%以上,代表产品有昆明金属研究所的FauC-3金粉。片状金粉平均粒度小于2.46μm,{zd0}粒径小于7.5μm,纯度为99.95%以上。实验表明,片状金粉填充的导电高分子的导电性较好。因为片状金粉颗粒间接触面大,接触电阻小。片状金粉和球状金粉混合使用,可改变粉末的粒度分布特性和堆积状态,颗粒间实现片与片、片与点以及点与点的几种接触形式,从而提高导电性。但金粉由于其昂贵的价格,使应用局限于军事和航天等{jd0}工业。
与金、银相比,镍粉和铜粉都是廉价的导电金属填料,但是在高温下它们的表面容易被氧化,从而使导电性能下降。因此近年来,因内外进行了很多研究,集中于改善其表面易氧化性的缺陷。在研磨粉碎的片状镍粉中,加入5%脂肪酸能有效提高它的表面耐热氧化性,使含镍的高分子膜在100℃、30min和200℃、60min后,体积电阻率为2.5×10-3Ω·cm。用改性的对苯二酚树脂、苯并三唑或甲基苯并三唑对铜粉进行处理,也能延缓铜墙铁壁的氧化。除了用有机表面处理剂外,更多的是在铜和镍外表面涂敷一层银,从而有效的降低空气氧化作用。镍和铜粉粒子尺寸也对导电性有影响,研究表明,1~5μm的镍粉能提供较好的导电性,0.03~3μm的铜粉能显示出10-3~10-4Ω·cm的导电性。
用纳米技术对金属粒子细微化后,形成超细金属微粒,xx具有纳米级的尺寸,一般在1~100nm之间。当其均匀分散在高分子中,就形成所谓的“纳米复合材料”(nanocomposite)。由于具有特异性的超细微粒尺寸相的存在,又结合了高分子特性和良好的加工性,此类材料的性能较微米级材料有大幅度的提高,表现出了独特的光电物理性能。导电性超细金属微粒的加入,对聚合物的导电性能提高很大。LaurentPeerrin等研究超细Au-聚四氟乙烯膜的电学特性,发现当Au粒子浓度从0变化到{bfb},复合膜的电阻率从1016Ω·cm变化到10-6Ω·cm,变化了22个数量级,且存在一个从绝缘体到导体的浓度阈值,用sheng氏的有效介质理论可以对此给予很好的解释。
㈡橡胶
橡胶是组成导电橡胶的基质材料。橡胶属于绝缘体,但不同种类的橡胶具有不同的体积电阻率。见表3
的体积电阻率
胶种
原料橡胶体积电阻率/Ω?cm
硫化胶体积电阻率/Ω?cm
xx橡胶
1~6×1015
1014~1015
丁苯橡胶
1014~1015
1014~1015
丁腈橡胶
1010~1011
1010~1011
氯丁橡胶
109~1012
1012~1013
丁基橡胶
>1015
乙丙橡胶
6×1015
1015~1016
硅橡胶
1011~1012
1013~1016