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

1、導電高分子復合材料（Conductive polymer composites，CPCs）是將一種或者幾種導電填料加入到高分子聚合物基體中復合制備而成的具有導電功能的高分子復合材料。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，這使其在抗靜電材料、電磁屏蔽材料以及環(huán)境監(jiān)測等領(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電高分子復合材料需要加入較高含量導電填料才能夠?qū)崿F(xiàn)由絕緣區(qū)向?qū)щ娪鉂B區(qū)的轉(zhuǎn)變，而高含量導電填料將會嚴重

2、損壞CPCs材料加工性能和力學性能，使得CPCs材料的應(yīng)用受到限制。隨著科技的進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電復合材料的方法，但是該類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，從而使得復合材料具有良好的加工性能和力學性能是近年來CPCs材料理論和應(yīng)用研究的重點。
　　在本論文中

3、，我們利用機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。機械混合使 CNTs導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/聚合物復合材料，這極大降低了CPCs的導電逾滲值。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）探究和分析了導電復合材料的微觀結(jié)構(gòu)與形貌，同時研究了不同粘度的高分子基體材料對復合材料逾滲行為和加工性能的

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