碳納米管填充LCST型聚甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯丙烯腈共聚物共混體系的相行為和導(dǎo)電行為研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料(CPC)因其電性能連續(xù)可調(diào)和易加工等優(yōu)點(diǎn)日益受到關(guān)注。CPC材料一般為多相/多組分體系，其性能強(qiáng)烈依賴于聚合基體物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電填料在基體中的分散。若以部分相容聚合物共混體系作為基體，可通過簡(jiǎn)便地改變加工條件使體系發(fā)生不同程度、不同機(jī)理的相分離，制備具有低導(dǎo)電填料填充量、優(yōu)異導(dǎo)電性能的復(fù)合材料。當(dāng)聚合物基體發(fā)生相分離時(shí)，若控制填料選擇性地進(jìn)入某一連續(xù)相或分布在連續(xù)的兩相界面上，復(fù)合材料的滲流閾值則會(huì)明顯降低。碳納米

2、管(CNT)是一種具有高長(zhǎng)徑比的一維導(dǎo)電填料，CNT填充聚合物CPC的性能與其在基體中的分散和形成的聚集體、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。
　　本文選取CNT與具有低臨界共溶行為的聚甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯丙烯腈共聚物(PMMA/SAN)二元共混基體復(fù)合，通過小角激光光散射(SALLS)法和動(dòng)態(tài)流變學(xué)方法考察CNT對(duì)基體相行為的影響;借助流變-導(dǎo)電同步測(cè)試手段結(jié)合透射電鏡(TEM)等微觀表征，考察共混物基體在相分離溫度以上退火其相形態(tài)的演變以及

3、CNT的遷移和聚集行為，建立該類材料相形態(tài)-粘彈響應(yīng)-導(dǎo)電性能之間的關(guān)聯(lián)。
　　結(jié)果表明:隨著PMMA/SAN基體的相分離，原本均勻分散在均相共混基體中的CNT會(huì)遷移至與其熱力學(xué)更親和的SAN富集相。恒溫相分離過程中，CNT的存在降低了共混基體的初期和中后期的旋節(jié)線相分離(SD)速率，表明填料的機(jī)械阻隔作用抑制了基體的濃度漲落和相區(qū)粗化。然而，CNT選擇性吸附SAN分子鏈造成了其表面層與基體間的組分差異，導(dǎo)致CNT的引入會(huì)升高或降

4、低基體的相結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性，影響依賴于基體的組成和CNT含量。此外，可通過時(shí)溫等效疊加(TTS)原理和Williams-Landel-Ferry(WLF)方程描述復(fù)合體系整個(gè)SD相分離行為對(duì)溫度的依賴性，表明CNT的添加并沒有改變相分離過程中大分子鏈的粘性擴(kuò)散本質(zhì)。
　　復(fù)合體系在恒溫退火過程中表現(xiàn)出顯著的動(dòng)態(tài)模量逾滲行為(DM)和動(dòng)態(tài)導(dǎo)電逾滲行為(DC)。DC逾滲行為源自CNT在SAN富集相中聚集形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，而動(dòng)態(tài)模量的演變則是