碳纖維填充聚合物多組分導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的研究.pdf

1、在降低導(dǎo)電填料含量提高導(dǎo)電復(fù)合材料加工性能的同時(shí)，如何保持甚至提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性以及電學(xué)穩(wěn)定性是目前導(dǎo)電高分子復(fù)合材料研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文從降低導(dǎo)電復(fù)合材料滲流閾值，提高復(fù)合材料電學(xué)穩(wěn)定性出發(fā)，對(duì)碳纖維填充聚合物的多組分導(dǎo)電高分子復(fù)合材料的電學(xué)性能及電性能穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了初步研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　　 ⑴選用不相容的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和高密度聚乙烯(HDPE)的共混物為基體，分別以卷曲狀的碳納米纖維（CNF）

2、與普通炭黑(CB)的共混物，長(zhǎng)直狀的氣相碳纖維(VGCF)與科琴黑（Ketjen black，KB）的共混物為導(dǎo)電填料，制備了PMMA/HDPE/CB/CNF和PMMA/HDPE/KB/VGCF四組分的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料。在兩種體系中，PMMA的含量都遠(yuǎn)大于HDPE的含量。
　　 ⑵在PMMA/HDPE/CB/CNF導(dǎo)電復(fù)合材料中，掃描電鏡照片顯示CB和CNF選擇性分布在HDPE相中，形成了獨(dú)特的微觀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與PMMA單基體和

3、PMMA/HDPE雙基體等其他體系相比，該體系的滲流閾值更低，導(dǎo)電性更好。CNF和CB粒子在PMMA/HDPE中實(shí)現(xiàn)了協(xié)同導(dǎo)電。相對(duì)于其他體系，該體系有效提升了材料的正溫度系數(shù)效應(yīng)(PTC)強(qiáng)度并降低了負(fù)溫度系數(shù)效應(yīng)(NTC)強(qiáng)度，同時(shí)提高了材料的電性能穩(wěn)定性。
　　 ⑶在PMMA/HDPE/KB/VGCF導(dǎo)電復(fù)合材料中，KB粒子選擇性分布在HDPE分散相中，VGCF之間相互搭接。導(dǎo)電填料在熱力學(xué)作用下，自組裝形成類似“腳手架”

4、的微觀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。與PMMA其他復(fù)合材料導(dǎo)電體系相比，PMMA/HDPE/KB/VGCF的滲流閾值最?。▋H為1.3wt％）。在滲流轉(zhuǎn)變區(qū)間，同等導(dǎo)電填料總含量下，PMMA/HDPE/KB/VGCF導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻率更低。KB粒子和VGCF在PMMA/HDPE/KB/VGCF導(dǎo)電復(fù)合材料體系中同樣實(shí)現(xiàn)了協(xié)同導(dǎo)電。
　　 ⑷以十二烷基苯磺酸(DBSA)作為添加劑，與低密度聚乙烯(LDPE)、碳纖維(CF)/聚苯胺(PANI)混合