石墨烯-碳納米管-硅橡膠導(dǎo)電復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文研究了石墨烯制備過程中工藝條件對石墨烯形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，并研究了石墨烯和碳納米管及其協(xié)同效應(yīng)對硅橡膠導(dǎo)電性能和力學(xué)性能的影響，提出了石墨烯和碳納米管的協(xié)同效應(yīng)可以顯著改變硅橡膠導(dǎo)電性能的協(xié)同機理。
　　 研究表明，氧化時間和氧化劑用量增加后，石墨被氧化得更為充分，這為制備單層的石墨烯提供有利條件。氧化石墨的制備可以不經(jīng)過水洗步驟，它對石墨烯形態(tài)結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。隨著熱解時間增長，石墨烯的體積電阻率逐漸降低。熱解時間較短時制備的

2、石墨烯，在二甲基甲酰胺(DMF)中能夠得到良好的分散，通過石墨烯留下的氧化基團還可以將其功能化。熱解時間增長時，制備的石墨烯可以獲得較好的導(dǎo)電性能，熱解時間為40min時為0.01Ω·cm。
　　 采用溶液法將碳納米管與硅橡膠復(fù)合后，滲濾閾值為5份(質(zhì)量份數(shù))，體積電阻率為4.21×106Ω·cm，相對純硅橡膠下降了7個數(shù)量級，但碳納米管在硅橡膠基體中分散性很差，存在團聚現(xiàn)象。同樣用溶液法制備的石墨烯/硅橡膠復(fù)合材料滲濾閾值為2

3、份，體積電阻率為1×105Ω·cm，當(dāng)石墨烯的用量為3份時，體積電阻率為7×103Ω·cm，相對純硅橡膠樣則下降了10個數(shù)量級，且石墨烯在硅橡膠中均勻分布。當(dāng)將石墨烯1份和碳納米管2.5份協(xié)同配合時，體積電阻率為8.0×104Ω·cm，并且協(xié)同效應(yīng)使碳納米管沒有出現(xiàn)明顯的團聚現(xiàn)象，因此提出了碳納米管和石墨烯的協(xié)同機理：石墨烯和碳納米管在硅橡膠的分散過程中，碳納米管與石墨烯接觸幾率要高于碳納米管自身的接觸，因此，碳納米管首先與石墨烯形成了