注射成型隔離結(jié)構(gòu)CNTs-聚合物復(fù)合材料的電性能及外場(chǎng)響應(yīng)性能研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子復(fù)合材料（Conductive polymer composites，CPCs）是將一種或者幾種導(dǎo)電填料加入到高分子聚合物基體中復(fù)合制備而成的具有導(dǎo)電功能的高分子復(fù)合材料。CPCs材料具有制備成本低、易于成型和性能易于調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，這使其在抗靜電材料、電磁屏蔽材料以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域受到廣泛應(yīng)用。然而，利用傳統(tǒng)加工方法制備而成的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料需要加入較高含量導(dǎo)電填料才能夠?qū)崿F(xiàn)由絕緣區(qū)向?qū)щ娪鉂B區(qū)的轉(zhuǎn)變，而高含量導(dǎo)電填料將會(huì)嚴(yán)重

2、損壞CPCs材料加工性能和力學(xué)性能，使得CPCs材料的應(yīng)用受到限制。隨著科技的進(jìn)步以及加工工藝的不斷革新，研究者們已經(jīng)獲得了制備超低逾滲值導(dǎo)電復(fù)合材料的方法，但是該類(lèi)方法往往具有較低的生產(chǎn)效率，這使得材料的工業(yè)化生產(chǎn)面臨挑戰(zhàn)。因此，探索制備 CPCs材料加工新方法，并在保證其具備良好的導(dǎo)電性能的基礎(chǔ)上，提高生產(chǎn)效率，降低其逾滲值，從而使得復(fù)合材料具有良好的加工性能和力學(xué)性能是近年來(lái)CPCs材料理論和應(yīng)用研究的重點(diǎn)。
　　在本論文中

3、，我們利用機(jī)械混合法將碳納米你管（Carbon nanotubes，CNTs）與聚丙烯（Polypropylene，PP）或者高密度聚乙烯（High density polyethylene，HDPE）和超高分子量聚乙烯（Ultra high molecular weight polyethylene，UHMWPE）混合得到復(fù)合粉料，然后利用柱塞式注射成型技術(shù)成功制備出CNTs/HDPE/UHMWPE和CNTs/PP/UHMWPE CP

4、Cs材料。機(jī)械混合使 CNTs導(dǎo)電粒子選擇性分布在PP（或HDPE）和UHMWPE基體的界面處，我們獲得了具有隔離結(jié)構(gòu)的CNTs/聚合物復(fù)合材料，這極大降低了CPCs的導(dǎo)電逾滲值。我們利用注射成型技術(shù)大大縮短 CPCs材料制備周期，最終使得工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。利用偏光顯微鏡（OM）、掃描電子顯微鏡（FESEM）以及透射電鏡（TEM）探究和分析了導(dǎo)電復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與形貌，同時(shí)研究了不同粘度的高分子基體材料對(duì)復(fù)合材料逾滲行為和加工性能的

5、影響。結(jié)果表明，對(duì)于注射成型的隔離導(dǎo)電高分子復(fù)合材料，隨著高分子基體粘度的提高，CPCs的逾滲值逐漸降低，電學(xué)性能逐漸變好，但是，復(fù)合材料的加工性能卻隨之變差。所以，復(fù)合材料的基體粘度存在一個(gè)最佳值，該粘度下 CPCs材料可同時(shí)表現(xiàn)優(yōu)異的電性能和加工性能。
　　導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在受到外場(chǎng)刺激時(shí)表現(xiàn)出特殊的電阻-外場(chǎng)響應(yīng)特性吸引了越來(lái)越多研究者的關(guān)注。在本課題中，我們分別探究了導(dǎo)電高分子復(fù)合材料在應(yīng)力場(chǎng)和溫度場(chǎng)作用下的外場(chǎng)響應(yīng)行為