填充型環(huán)氧樹脂復合體系的導電行為及影響因素研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、導電高分子復合材料(CPC)在電子器件的包裝等很多領(lǐng)域有廣泛的應用。熔融加工是高效率,低成本生產(chǎn)CPC的主要方法,材料中導電網(wǎng)絡(luò)是在熔體狀態(tài)下構(gòu)建并在隨后的冷卻階段固定下來。由于熔體狀態(tài)下影響導電網(wǎng)絡(luò)的因素多樣且復雜,傳統(tǒng)的導電理論尚不能全面、準確地描述導電網(wǎng)絡(luò)的形成和演變過程。為此,本文提出在液態(tài)高分子體系中研究導電粒子的導電機制,相比于熔體狀態(tài),液態(tài)高分子體系粘度調(diào)節(jié)范圍更大,影響導電網(wǎng)絡(luò)形成和變化的因素更容易控制。本文擬通過單壁碳

2、納米管(SWNTs)和炭黑(CB)在環(huán)氧樹脂(EP)中的運動規(guī)律研究,探明導電粒子形態(tài)、溫度、粘度和剪切場對體系導電性能的影響,間接地揭示導電粒子在熔體狀態(tài)下的導電機理。
   首先研究了復合體系的導電行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn),SWNTs/EP和CB/EP復合體系都產(chǎn)生了明顯的逾滲現(xiàn)象,在60℃的情況下,前者的逾滲值為0.205vol%左右,后者為5.85vol%左右。與固體CPC相比,兩體系電導率上升的幅度較小,分別只為4.5和3個數(shù)量

3、級,這與液態(tài)體系中填料含量的增加導致粘度增加有關(guān)。利用滲流理論、隧道效應理論和場致發(fā)射效應等理論對體系的導電機理進行了分析介紹;
   其次研究了導電粒子形態(tài)、溫度、粘度和剪切場對體系導電性能的影響:
   (1)SWNTs/EP比CB/EP的導電性好,在50℃下,兩者的逾滲值分別為0.2vol%和6.25vol%左右,最大電導率分別為5.4×10-2S/m和3.4×10-4S/m,這是因為SWNT的長徑比比CB大,并且

4、SWNT容易相互吸引形成團聚,這使得碳納米管在聚合物基體中更容易形成連續(xù)的導電通道或?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò);
   (2)溫度和粘度對體系導電性的影響很大,溫度的升高降低了體系的粘度和逾滲值、提高體系的導電性,逾滲值與溫度滿足公式:Pc=P0+Aexp(R0T);溫度與粘度的關(guān)系符合Arrhenius公式:η=Aeexp(Ee/RT),電導率與溫度/粘度的關(guān)系符合σ=k(T/η)α;
   (3)剪切攪拌可以促進導電粒子的團聚,含量較

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