炭黑填充橡膠的導(dǎo)電機理，較經(jīng)典的理論有導(dǎo)電通路論和隧道效應(yīng)論。導(dǎo)電通路論認(rèn)為，炭黑粒子加入到橡膠等高聚物中，因其鏈狀結(jié)構(gòu)不完全受到高聚物的濕潤而暴露出部分碳材料，它們在復(fù)合材料中彼此接觸鏈接，形成網(wǎng)絡(luò)，在電壓作用下，π電子通過相互鏈接的碳材料網(wǎng)狀鏈移動而形成導(dǎo)電通路。
隧道效應(yīng)論認(rèn)為，高分子復(fù)合材料的導(dǎo)電性是由其中炭黑粒子間的電子躍遷形成的，并在混合物內(nèi)尚未形成網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電通道時是高分子復(fù)合材料的主要導(dǎo)電模式。它不是由炭黑形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的導(dǎo)電性，而是由于當(dāng)炭黑之間的間距小到一定程度時，炭黑粒子之間的間距所代表的勢壘的能級下降，導(dǎo)致電子因量子化效應(yīng)可以在炭黑的碳材料之間穿行，即所謂的電子躍遷。該理論解釋了在炭黑填充高分子復(fù)合材料中炭黑粒子之間并不存在相互鏈接的導(dǎo)電通路條件下，當(dāng)炭黑的填充量達(dá)到一定量時，填充導(dǎo)電炭黑的高分子復(fù)合材料仍然具有導(dǎo)電性的現(xiàn)象。兩種理論均較好地說明填充炭黑的導(dǎo)電橡膠其炭黑填充量、炭黑結(jié)構(gòu)和加工過程等對導(dǎo)電性能的影響規(guī)律。
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