石墨烯-碳納米管-硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文研究了石墨烯制備過(guò)程中工藝條件對(duì)石墨烯形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，并研究了石墨烯和碳納米管及其協(xié)同效應(yīng)對(duì)硅橡膠導(dǎo)電性能和力學(xué)性能的影響，提出了石墨烯和碳納米管的協(xié)同效應(yīng)可以顯著改變硅橡膠導(dǎo)電性能的協(xié)同機(jī)理。
　　 研究表明，氧化時(shí)間和氧化劑用量增加后，石墨被氧化得更為充分，這為制備單層的石墨烯提供有利條件。氧化石墨的制備可以不經(jīng)過(guò)水洗步驟，它對(duì)石墨烯形態(tài)結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)有影響。隨著熱解時(shí)間增長(zhǎng)，石墨烯的體積電阻率逐漸降低。熱解時(shí)間較短時(shí)制備的

2、石墨烯，在二甲基甲酰胺(DMF)中能夠得到良好的分散，通過(guò)石墨烯留下的氧化基團(tuán)還可以將其功能化。熱解時(shí)間增長(zhǎng)時(shí)，制備的石墨烯可以獲得較好的導(dǎo)電性能，熱解時(shí)間為40min時(shí)為0.01Ω·cm。
　　 采用溶液法將碳納米管與硅橡膠復(fù)合后，滲濾閾值為5份(質(zhì)量份數(shù))，體積電阻率為4.21×106Ω·cm，相對(duì)純硅橡膠下降了7個(gè)數(shù)量級(jí)，但碳納米管在硅橡膠基體中分散性很差，存在團(tuán)聚現(xiàn)象。同樣用溶液法制備的石墨烯/硅橡膠復(fù)合材料滲濾閾值為2

3、份，體積電阻率為1×105Ω·cm，當(dāng)石墨烯的用量為3份時(shí)，體積電阻率為7×103Ω·cm，相對(duì)純硅橡膠樣則下降了10個(gè)數(shù)量級(jí)，且石墨烯在硅橡膠中均勻分布。當(dāng)將石墨烯1份和碳納米管2.5份協(xié)同配合時(shí)，體積電阻率為8.0×104Ω·cm，并且協(xié)同效應(yīng)使碳納米管沒(méi)有出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，因此提出了碳納米管和石墨烯的協(xié)同機(jī)理：石墨烯和碳納米管在硅橡膠的分散過(guò)程中，碳納米管與石墨烯接觸幾率要高于碳納米管自身的接觸，因此，碳納米管首先與石墨烯形成了