抗静电TPV/MB-CNTs 共混改性材料的研究：

硫化热塑性弹性体( TPV) 是高度硫化的橡胶微粒分散在连续塑料相中而形成的一种弹性体，常温下具有热固性橡胶的性能，在高温下具有热塑性塑料的特性，具有成型加工方便、材料可循环利用、综合性能优良等优点，现已广泛应用于汽车工业、建筑建材、电子电器等领域。随着TPV 应用领域的不断扩展，有关功能化改性如提高抗UV 性能、改善阻燃性能、降低比重、改善与金属表面的粘结及提高抗静电性能等新产品不断得以开发。

将导电炭黑添加到TPV 中以改善其抗静电性能的材料具有明显的“逾渗”现象，只有当其用量超过临界值并在材料中形成导电网络时，抗静电效果才能得以体现。

研究了TPV/导电炭黑的导电性能。随着导电炭黑用量增大，材料的体积电阻率减小，当其用量达到15 份后，体积电阻率降低到1 × 103Ω·cm，并趋于稳定。交联橡胶相的存在对导电炭黑粒子既产生排斥效应，又产生阻隔效应; 前者对导电网络的形成有利，而后者相反。

研究了导电炭黑改性TPV，以聚乙烯蜡为分散剂，添加质量分数3% ～ 5% 的导电炭黑，材料的表面电阻率达到1 × 1010Ω，可满足抗静电的要求。

CNTs 的分布与“逾渗”值降低的机理探：

添加CNTs 前后TPV 的相态结构示意图如图所示。由可知，由于橡胶相的高度交联，可认为CNTs 主要分布在连续的PP 相中。

为了比较纯PP 与TPV 添加CNTs 后产生“逾渗”现象的临界用量是否相同，向纯PP 中添加同样比例的MB-CNTs 进行实验。结果发现，MB-CNTs质量分数为25%( 相当于5% 的CNTs) 时才能发生“逾渗”现象，而TPV 中只需15% ( 相当于3% 的CNTs) 。产生上述现象的原因可用图b 的相态结构模型进行解释: 以PP 为载体的MB-CNTs 与TPV中的PP 相容性好、粘度差异小，而与交联的橡胶相不完全相容、粘度差异大，CNTs 将富集在PP 相中; 当CNTs 达到一定体积分数后，在PP 相中形成连续的导电网络，赋予材料良好的导电性能; 由于TPV中PP 连续相所占的体积分数约为30% ～ 60%，按照达到同样体积分数就能产生“逾渗”现象的机理，考虑到其它因素的影响，CNTs 的用量只需纯PP 用量的40% ～ 70% 即2% ～ 3． 5% 就会产生“逾渗”现象，达到同样表面电阻率的用量低于纯PP。上述理论推测与实验结果基本吻合，说明上述模型可用于TPV 抗静电改性配方设计理论指导，对于拓展TPV在抗静电领域的应用具有一定的意义。

实际应用比较：

向硬度为邵A59 的TPV( b#) 中添加质量分数15%的MB-CNTs 制备抗静电TPV，将其制备的导电胶条与热固性橡胶胶条进行比较，结果见表1。

表1 抗静电TPV 胶条与导电热固性橡胶胶条比较

以上得知：

( 1) MB-CNTs 用于TPV 的抗静电改性效果很好，添加质量分数15% 的MB-CNTs( 相当于3% 的CNTs) 即可达到理想的抗静电效果。

( 2) 共混过程中，扭矩呈先增大后减小的趋势，表现为热塑性材料的加工特性。

( 3) 硬度不同的TPV 与MB-CNTs 共混材料的流变行为存在一定的差异，MB-CNTs 质量分数超过15%后，添加量越大、硬度越高，平衡扭矩越大。

( 4) CNTs 对TPV 具有补强效应，随其用量增加，拉伸强度提高，断裂伸长率下降。

( 5) TEM 分析表明，CNTs 主要分散在PP 相中并形成导电网络，可有效降低表面电阻率。

( 6) 由于TPV 特殊的相态结构，MB-CNTs 母料与PP 相容而与交联的橡胶相不完全相容，CNTs 将富集在连续的PP 相中，产生“逾渗”的临界用量为3%，低于在纯PP 中的用量。

( 7) 抗静电TPV 具有良好的综合性能和可回收特性，在电子电器领域具有良好的应用前景。