LDPE 燕山石化聚乙烯LD450-GD

高密度聚乙烯(HDPE)为基体，商业尼龙(PA)为分散相，碳纳米管(CNT)为导电填料。其显著的特征是:CNT选择性分散在尼龙中，且尼龙以海岛结构分散在高密度聚乙烯基体中，因而形成尼龙有机层包覆的碳纳米管的隔离结构，使得材料具有非常大的介电常数和极低的介电损耗。该高介电材料在频率为IKHz、碳管含量为3wt %时，介电常数高达4000，介电损耗则维持在一个较低值(约2)，只是随着频率的增加介电常数有所降低。此外，该聚合物基复合材料制的备方法简单，采用传统的熔融共混方法制备而得。
[0006]本发明提供了一种聚合物基复合材料，包括:高密度聚乙烯;尼龙；以及碳纳米管，其中，所述高密度聚乙烯与所述尼龙的质量比为7:3至9:1，所述碳纳米管占所述高密度聚乙烯与所述尼龙的总质量的质量百分比大于O且小于等于10%。
复合材料的形貌和介电性能按如下方法进行测试:把制得的直径为2O m m、厚为1.5mm的圆形薄片试样在液氮中浸泡后进行脆断。在试样脆断面进行真空喷金处理，然后采用FEI公司的Inspect F型扫描电子显微镜观察试样断面形貌，分析CNT在聚合物中的分散状态，加速电压为20KV，试样的形貌如图1(a)和图1(b)所示。从图1(a)和图1(b)可以发现，当未添加碳纳米管时，尼龙以均匀的海岛结构分散在聚乙烯基体中(图1(a))。随着碳纳米管的加入，碳纳米管选择性分散在尼龙中，因而CNT被尼龙绝缘层包裹起来了，形成较大的相畴尺寸(如椭圆圈中所示)，以不规则海岛状结构分散在聚乙烯基体中(图1(b))。
将制得的直径为20mm、厚为1.5mm的试样置于宽频介电阻抗谱仪(Concept50，德国)进行介电性能测试。
碳纳米管质量含量的增大到4%，复合材料的介电常数有了显著地增大，但介电损耗(损耗正切值)仍维持在一个较小值，当碳纳米管含量再进一步增加，复合材料内导电通路形成，因此复合材料的介电损耗达到大值。综合考虑，当HDPE与PA基体质量比为7:3时，CNT质量分数为3wt%的复合材料介电性能优。
[0026]HDPE/PA(质量比7:3)共混物和含有不同含量CNT的复合材料的介电常数与频率的关系如图3所示，从图3中可以看出，CNT含量低于2.5^%时，复合材料的介电常数有较低的频率依赖性，当CNT含量高于2.5wt %后，复合材料的介电常数对频率的依赖性明显增强。同样我们也能看到当CNT含量为3wt %时，复合材料的介电常数有了明显提高。在频率为IKHz时，介电常数高达4000，是纯HDPE (约1.5)的2600倍，是HDPE/PA11共混物基体材料(约4)的1000倍。
[0027]HDPE/PA共混物(质量比7:3)和含有不同含量CNT的复合材料的损耗正切值(介电损耗)与频率的关系如图4所示，从图4可以看出，随CNT含量增加，损耗正切值(介电损耗)随之增大，且明显高于HDPE/PA共混物，但是在频率为IKHz，CNT含量为3wt %时，复合材料的损耗正切值仍然保持在一个较低值(约2)。
一种聚合物基复合材料，包括: 高密度聚乙烯； 尼龙；以及 碳纳米管，其中，所述高密度聚乙烯与所述尼龙的质量比为7:3至9:1，所述碳纳米管占所述高密度聚乙烯与所述尼龙的总质量的质量百分比大于O且小于等于10%。2.根据权利要求1所述的聚合物基复合材料，其中，所述高密度聚乙烯与所述尼龙均为工业广品级的。3.根据权利要求1所述的聚合物基复合材料，其中，所述碳纳米管为未经过改性的碳纳米管，所述碳纳米管的直径为5nm至40nmo4.一种制备聚合物基复合材料的方法，包括: 混炼高密度聚乙烯、尼龙和碳纳米管，得到混炼材料；以及 将所述混炼材料热压成型， 其中，所述高密度聚乙烯与所述尼龙的质量比为7:3至9:1，所述碳纳米管占所述高密度聚乙烯与所述尼龙的总质量的质量百分比大于O且小于等于10%。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述高密度聚乙烯与所述尼龙均为工业产品级的。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述碳纳米管为未经过改性的碳纳米管，所述碳纳米管的直径为5nm至40nm。7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述混炼在密炼机中进行，在转速为70rpm、温度为210°C的条件下混炼lOmin。8.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述热压成型的步骤中，在210°C的温度、1MPa的压力下热压5min。