碳納米管-聚合物復(fù)合導(dǎo)電膜的研究.pdf

1、復(fù)合型高分子導(dǎo)電膜在電子電力、通信、能源等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，自發(fā)現(xiàn)之日起它就成為材料科學(xué)的研究熱點。用碳納米管填充的這類膜具有填充物含量低、力學(xué)性能好等優(yōu)點，近年來受到研究人員的廣泛關(guān)注。
　　 本論文將圍繞導(dǎo)電膜的電導(dǎo)率、柔韌性、熱穩(wěn)定性三個重要指標(biāo)，采用不同碳納米管、不同聚合物基體、不同微觀改性方式，通過設(shè)計對比實驗和對宏微觀性能的分析與測試來研究碳納米管填充的聚合物基復(fù)合導(dǎo)電膜。
　　 首先研究了碳納米管/低

2、密度聚乙烯導(dǎo)電膜。發(fā)現(xiàn)多壁碳納米管填充的納米復(fù)合的導(dǎo)電滲流閾值為1.7 V％。制備了碳納米管含量為3 V％的低密度聚乙烯納米復(fù)合膜，其電導(dǎo)率為0.085 S·m-1，并且具有良好的柔韌性。研究發(fā)現(xiàn)該膜的熱穩(wěn)定性較差，尚待改善。在研究過程中發(fā)現(xiàn)并研究了一個物理現(xiàn)象：當(dāng)復(fù)合膜的厚度同填充碳納米管的長度可以比擬時，膜厚對材料的導(dǎo)電滲流閾值產(chǎn)生顯著影響，隨著膜厚的減小，閾值將減小。
　　 進一步選擇了熱穩(wěn)定性較好的聚偏氟乙烯作為基體材料

3、以克服低密度聚乙烯基納米復(fù)合膜在熱穩(wěn)定性上存在的問題。研究了碳納米管/聚偏氟乙烯納米復(fù)合膜的導(dǎo)電性能和熱穩(wěn)定性。當(dāng)MWCNT/PVDF 納米復(fù)合膜為100 μm厚時導(dǎo)電滲流閾值為2.1 V％。制備了碳納米管含量為3 V％的聚偏氟乙烯納米復(fù)合膜，其電導(dǎo)率為0.038S·m-1，并且具有良好的柔韌性和熱穩(wěn)定性。進一步研究表明，膜厚對材料的電導(dǎo)率和導(dǎo)電滲流閾值有較顯著影響，并且薄樣品的柔韌性更好，而膜厚對熱穩(wěn)定性無顯著影響。通過對比實驗研究了

4、MWCNT/PVDF 納米復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性機理，初步確定了MWCNT和PVDF的良好界面結(jié)合性以及碳納米管的特殊形態(tài)是決定熱穩(wěn)定性的兩個重要因素。
　　 為了進一步改善MWCNT/PVDF納米復(fù)合膜的性能，采用微觀形貌的調(diào)控對其改性。首先選擇硅烷偶聯(lián)劑KH550對膜進行改性。發(fā)現(xiàn)當(dāng)KH550含量適當(dāng)時，膜的電導(dǎo)率有明顯提高；同時：適量KH550改性可以降低材料的滲流閾值。并且材料的柔韌性和熱穩(wěn)定性也有一定的改進。然后研究了納米蒙