碳黑-聚乳酸類導(dǎo)電復(fù)合材料的氣敏性能研究.pdf

1、本文主要通過(guò)溶液法制備了碳黑(CB)填充聚乳酸(PLA)基導(dǎo)電高分子復(fù)合材料(CPC)，利用掃描電鏡(SEM)觀察了CB/PLA復(fù)合材料中CB粒子的分布狀況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CB粒子均勻地分散到PLA基體中。CB含量為1.25vol％，CB/PLA試樣發(fā)生導(dǎo)電“逾滲”，CB網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建并在PLA基體中形成通路，CB/PLA導(dǎo)電復(fù)合材料的電阻率降低了10個(gè)數(shù)量級(jí)。通過(guò)熔融混合制備CB填充PLA與聚苯乙烯(PS)CPC。SEM圖片觀察CB/PLA/PS

2、復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)CB粒子選擇性的分散到PS相中。試樣中PLA/PS的質(zhì)量為50/50，PLA與PS相形成連續(xù)相。當(dāng)CB含量為5wt％時(shí)，CB粒子在PS中形成逾滲，富集CB的PS相在共混物中形成連續(xù)相，CB/PLA/PS復(fù)合材料的電阻率降低了6～7個(gè)數(shù)量級(jí)，即，其試樣發(fā)生了導(dǎo)電“逾滲”現(xiàn)象。
　　CB/PLA復(fù)合材料對(duì)乙酸乙酯、四氯化碳、甲醇、乙醇、二甲苯和正己烷氣體的電阻響應(yīng)行為。當(dāng)試樣接觸有機(jī)氣體，其電阻發(fā)生明顯的變大。當(dāng)試樣放置

3、空氣干燥，其電阻逐漸恢復(fù)并接近初始的電阻值。暴露到有機(jī)氣體中60秒，CB/PLA復(fù)合材料顯示出不同的響應(yīng)度，其中對(duì)二甲苯、乙酸乙酯、四氯化碳?xì)怏w的響應(yīng)度在102～104，對(duì)乙醇、甲醇、正己烷的響應(yīng)，其試樣電阻只增加了幾倍。這表明CB/PLA復(fù)合材料對(duì)不同氣體具有一種較高的辨別能力。我們研究了Flory-Huggins相互作用參數(shù)與氣敏性能的關(guān)系。測(cè)試了CB/PLA復(fù)合材料暴露干燥循環(huán)的氣敏性能。表明試樣在循環(huán)中的電阻變化和試樣中CB網(wǎng)絡(luò)

4、結(jié)構(gòu)演變有關(guān)，CB/PLA試樣有良好的氣敏可逆性和再現(xiàn)性。
　　CB/PLA/PS試樣對(duì)二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯和環(huán)己烷氣體的響應(yīng)行為是不同的。利用高分子和溶劑的溶解度參數(shù)來(lái)研究CB/PLA/PS的氣敏行為，即，兩者的溶解度參數(shù)相近，則試樣在這種有機(jī)氣體中的響應(yīng)度就大。因?yàn)闇y(cè)試溫度影響溶劑溶解度參數(shù)和高分子鏈的活動(dòng)能力。測(cè)試溫度升高，溶劑揮發(fā)速率加快，有機(jī)氣體濃度升高，試樣對(duì)氣體分子吸附量增大，特別是良溶劑（二氯甲烷）反映的很明顯