聚乳酸導(dǎo)電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、聚合物復(fù)合材料（特別是納米復(fù)合材料）具有向高性能和多功能材料發(fā)展的潛力，近年來備受研究者青睞。其中，導(dǎo)電高分子復(fù)合材料憑借其易于加工、可調(diào)節(jié)性好等優(yōu)點(diǎn)，成為材料科學(xué)領(lǐng)域近些年來研究的熱點(diǎn)。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料之所以具有良好的導(dǎo)電性能，主要源于內(nèi)部構(gòu)架良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人們一般通過增加導(dǎo)電填料含量獲得高導(dǎo)電性能的復(fù)合材料，可是這種方法易破壞材料的加工性能和力學(xué)性能。因此，研究的重點(diǎn)是選用某種合理的方法，既能減少導(dǎo)電填料的填充量又能控制導(dǎo)電

2、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。
　　本文采用熔融共混的方法制備了聚乳酸(PLA)導(dǎo)電復(fù)合材料，并通過形貌表征和導(dǎo)電性能測試等研究了不同導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形態(tài)及導(dǎo)電行為，明確了影響PLA導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的因素;在此基礎(chǔ)上，通過研究PLA導(dǎo)電復(fù)合體系的形態(tài)與加工工藝或本體性質(zhì)之間的關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率高性能的目標(biāo)。
　　(1)采用熔融共混的方法制備了碳納米管(CNT)與炭黑(CB)復(fù)配填充PLA復(fù)合材料，并探討了CNT含量對PLA/CB復(fù)合

3、材料電導(dǎo)率的影響。研究表明，復(fù)合材料的電導(dǎo)率隨CNT含量的升高而增大，并且少量CNT的加入即可大幅提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能;拉伸和沖擊測試結(jié)果表明，CNT增強(qiáng)PLA/CB復(fù)合材料較單獨(dú)CNT或CB增強(qiáng)PLA復(fù)合材料具有更好的拉伸和沖擊強(qiáng)度;此外，加工工藝對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能也具有一定的影響;
　　(2)為了揭示第三組分PCL的加入對復(fù)合材料導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響，制各了不同CF含量的PLA/CF/PCL復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，PCL相移

4、動焊接到CF表面，CF含量對PCL-CF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響很大，若CF含量較少將不足以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。另外，CF表面形態(tài)也是影響復(fù)合材料的導(dǎo)電性能的關(guān)鍵因素之一，PCL移動到CF交叉點(diǎn)上的數(shù)量是其中比較重要的因素。自焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成大大提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能，而焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成主要源于CF與PCL間的作用力。總之，CF的選擇性分布主要源于界面張力與聚合物間的粘度比，一般具有較低粘度的PCL相以及PLA相與PCL相粘度比差異較大的

5、復(fù)合體系具有更加穩(wěn)固的焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);
　　(3)采用模壓發(fā)泡及高壓釜內(nèi)發(fā)泡兩種方法制備了PLA發(fā)泡材料，并對其形態(tài)進(jìn)行表征。結(jié)果表明，高壓釜內(nèi)發(fā)泡法在控制泡孔形態(tài)方面占據(jù)優(yōu)勢，進(jìn)而探討了高壓釜內(nèi)發(fā)泡法制備PLA發(fā)泡材料的過程中飽和壓力及飽和時(shí)間對泡體泡孔結(jié)構(gòu)的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)測試的結(jié)果表明，泡孔平均直徑隨著飽和壓力的增加而減小，而泡孔密度與體積膨脹率表現(xiàn)出截然相反的趨勢;但是隨著飽和時(shí)間的延長，平均泡孔直徑先減小后增