納米石墨片的分散及其導(dǎo)電膜的制備研究.pdf

1、納米石墨片不僅具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，價(jià)格低廉、易生產(chǎn)，而且由于其獨(dú)特的二維納米結(jié)構(gòu)，具有作為高分子復(fù)合材料中導(dǎo)電填料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。本文以氯醋樹脂為基體，通過氧化石墨法和膨脹石墨法制備出納米石墨片復(fù)合導(dǎo)電膜；考察不同制備和分散工藝對(duì)高分子復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)電性能的影響。在此基礎(chǔ)上，以不同幾何形狀的碳為填料制備導(dǎo)電膜，考察導(dǎo)電填料的幾何形狀及協(xié)同作用對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響，研究材料的微觀結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能之間的關(guān)系，為優(yōu)化工藝制備具有

2、優(yōu)良性能的復(fù)合導(dǎo)電膜提供理論指導(dǎo)。
　　 本文首次采用氧化石墨原位還原萃取工藝制備納米石墨片/氯醋樹脂復(fù)合導(dǎo)電膜，由于氧化石墨還原萃取工藝同時(shí)利用了氧化石墨的親水性和納米石墨片的憎水性，在水油兩相進(jìn)行納米石墨片的制備和分散，使氧化石墨被還原的同時(shí)，能及時(shí)萃取并分散在有機(jī)相中，顯著地抑制了納米石墨片的聚集。因此制備的納米石墨片不僅片層薄(～5 nm)、徑厚比大，而且實(shí)現(xiàn)了在基體中的均勻分散。而這種薄的納米石墨片在樹脂中的均勻分散的

3、結(jié)構(gòu)則賦予這種復(fù)合膜優(yōu)良的導(dǎo)電性能。當(dāng)導(dǎo)電填料的體積含量小于1.5％時(shí)，其電導(dǎo)率比膨脹石墨超聲法制備的復(fù)合膜高3～5個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文還研究了導(dǎo)電碳材料的幾何形狀對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響。其中一維的碳納米管在基體容易連接成網(wǎng)絡(luò)，所制得的復(fù)合膜導(dǎo)電性能最佳，二維的納米石墨片次之，零維的炭黑由于在基體中顆粒與顆粒間不易接觸，制備出的復(fù)合膜導(dǎo)電性能最差。將兩種不同幾何形狀的碳材料共同作為導(dǎo)電填料時(shí)，填料之間可以發(fā)揮出良