填充型環(huán)氧樹脂復(fù)合體系的導(dǎo)電行為及影響因素研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料(CPC)在電子器件的包裝等很多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)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(dǎo)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(lái)。由于熔體狀態(tài)下影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的因素多樣且復(fù)雜，傳統(tǒng)的導(dǎo)電理論尚不能全面、準(zhǔn)確地描述導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的形成和演變過(guò)程。為此，本文提出在液態(tài)高分子體系中研究導(dǎo)電粒子的導(dǎo)電機(jī)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(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)形成和變化的因素更容易控制。本文擬通過(guò)單壁碳

2、納米管(SWNTs)和炭黑(CB)在環(huán)氧樹脂(EP)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究，探明導(dǎo)電粒子形態(tài)、溫度、粘度和剪切場(chǎng)對(duì)體系導(dǎo)電性能的影響，間接地揭示導(dǎo)電粒子在熔體狀態(tài)下的導(dǎo)電機(jī)理。
　　 首先研究了復(fù)合體系的導(dǎo)電行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SWNTs/EP和CB/EP復(fù)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(dǎo)率上升的幅度較小，分別只為4.5和3個(gè)數(shù)量

3、級(jí)，這與液態(tài)體系中填料含量的增加導(dǎo)致粘度增加有關(guān)。利用滲流理論、隧道效應(yīng)理論和場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)等理論對(duì)體系的導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行了分析介紹；
　　 其次研究了導(dǎo)電粒子形態(tài)、溫度、粘度和剪切場(chǎng)對(duì)體系導(dǎo)電性能的影響：
　　 (1)SWNTs/EP比CB/EP的導(dǎo)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(dǎo)率分別為5.4×10-2S/m和3.4×10-4S/m，這是因?yàn)镾WNT的長(zhǎng)徑比比CB大，并且

4、SWNT容易相互吸引形成團(tuán)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(dǎo)電通道或?qū)щ娋W(wǎng)絡(luò)；
　　 (2)溫度和粘度對(duì)體系導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jìn)導(dǎo)電粒子的團(tuán)聚，含量較