碳納米管-炭黑填充硅膠織物貼膜的制備及其壓力特性研究.pdf

1、智能服裝用柔性觸覺(jué)壓敏傳感材料需具備特定的力學(xué)及電學(xué)要求，在硅橡膠類(lèi)高聚物中添加導(dǎo)電填料（金屬顆粒，導(dǎo)電炭黑等）是最為普遍的制備方法。本文綜述了國(guó)內(nèi)外柔性傳感器的研究現(xiàn)狀、應(yīng)用狀況及目前傳感材料制備方法，發(fā)現(xiàn)目前常使用的單一組分的功能材料在導(dǎo)電機(jī)制上存在局限性，而復(fù)合納米粒子將有望顯著增強(qiáng)導(dǎo)電性。
　　通過(guò)對(duì)炭黑(CB)、碳納米管(CNTs)物化特性分析，利用相同電荷互相排斥原理分別添加陰、陽(yáng)離子表面活性劑分散炭黑、碳納米管，并利

2、用相反電荷互相吸引原理，以炭黑、碳納米管不同混合比例靜電組裝制備CB/CNTs復(fù)合導(dǎo)電材料，觀察分析了其復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了導(dǎo)電性測(cè)試，實(shí)驗(yàn)表明在CB∶CNTs為3∶2時(shí)，靜電組裝效果最好，得到最佳的“葡萄串”結(jié)構(gòu)，且炭黑、碳納米管的協(xié)同效應(yīng)有效增強(qiáng)了其復(fù)合材料的導(dǎo)電性。
　　從柔性材料角度出發(fā)，以液體硅膠聚合物為基底，通過(guò)添加CB/CNTs導(dǎo)電填料，制備五種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的壓敏柔性復(fù)合導(dǎo)電材料，分別對(duì)其導(dǎo)電性、壓阻特性、靈

3、敏度、弛豫現(xiàn)象及機(jī)械力學(xué)性能等進(jìn)行測(cè)試，證明了碳納米管具有增強(qiáng)復(fù)合材料穩(wěn)定性，增加導(dǎo)電性的作用。分析了復(fù)合導(dǎo)電填料添加量的不同對(duì)各性能的影響，結(jié)合理論分析確定CB/CNTs添加比例為13％時(shí)各項(xiàng)性能最好，并最終提出將CB/CNTs/硅膠壓敏材料與織物結(jié)合的“三明治”結(jié)構(gòu)貼膜的實(shí)驗(yàn)方案，簡(jiǎn)化了制作過(guò)程，提高了柔性壓力傳感器的制造精度和成品率。
　　本課題成功地實(shí)現(xiàn)了CB/CNT納米復(fù)合材料的制備，并將其作為導(dǎo)電填料加入硅膠成膜，進(jìn)行