以碳納米管為介質(zhì)的聚合物導(dǎo)電泡沫的制備研究.pdf

1、近年來(lái)，工業(yè)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展對(duì)材料性能提出了更高的要求，具有優(yōu)異性能的導(dǎo)電高分子復(fù)合材料因此受到了廣泛的關(guān)注。然而，通常的高分子復(fù)合材料體系中，絕緣性聚合物基體的存在增加了導(dǎo)電填料之間的非接觸電阻，阻礙了導(dǎo)電通路的形成不利于材料導(dǎo)電性能的提高。同時(shí)由于基體中導(dǎo)電填料處于無(wú)規(guī)排列狀態(tài)，為了達(dá)到所需導(dǎo)電性能，通常需要較高的添加量，不僅提高了成本，而且增加了復(fù)合材料成型工藝的復(fù)雜程度。因此，如何在低填料負(fù)載量的情況下制備出優(yōu)異性能的導(dǎo)電復(fù)合

2、材料成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。本論文針對(duì)這些問(wèn)題，研究了具表面活性劑性能的聚電解質(zhì)聚（3，4-乙烯二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)包覆的碳納米管(MWCNTs)做填料，采用濃乳液模板法制備PEDOT∶PSS/ MWCNTs/聚苯乙烯(PS)導(dǎo)電泡沫復(fù)合材料。利用PEDOT∶PSS的表面活性劑作用和導(dǎo)電作用，增強(qiáng)碳納米管在基體中的分散能力，降低碳納米管之間的非接觸電阻;利用泡孔結(jié)構(gòu)對(duì)填料負(fù)載位置的選擇性作用，降低材料逾滲值

3、。
　　首先，通過(guò)將混酸處理的碳納米管分別經(jīng)油相和水相引入聚苯乙烯基體中，研究了碳納米管的引入相對(duì)聚苯乙烯泡沫材料泡孔結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳納米管從水相引入時(shí)可以很好的發(fā)揮pickering穩(wěn)定劑的作用，制得材料的泡孔孔徑小且均勻，在同樣負(fù)載量情況下，與碳納米管從油相引入材料相比，導(dǎo)電性提高近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　固定碳納米管的含量，進(jìn)一步探究了PEDOT∶PSS對(duì)MWCNTs分散能力和MWCNTs/PS泡沫復(fù)合

4、材料的影響。結(jié)果表明，PEDOT∶PSS可在碳納米管表面形成包覆層，具有很好的碳納米管分散能力。同時(shí)，材料的泡孔結(jié)構(gòu)隨PEDOT∶PSS含量的的變化影響不大，但導(dǎo)電性卻與其含量密切相關(guān)，最終在MWCNTs/PEDOT∶PSS的質(zhì)量比為1∶4時(shí)導(dǎo)電性達(dá)到最優(yōu)效果，說(shuō)明，在此質(zhì)量比例下，兩種不同形狀填料間協(xié)同構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)發(fā)揮到最佳水平。
　　研究了不同填料負(fù)載量下聚苯乙烯泡沫材料的泡孔結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性能和機(jī)械性能。通過(guò)不同形狀的導(dǎo)電