雙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料具有耐低高溫、密度小、易于制造和耐腐蝕及電導(dǎo)率在大范圍內(nèi)可控等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于航天工業(yè)、醫(yī)用、生活等領(lǐng)域。目前導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料需要解決的一個(gè)問題是降低導(dǎo)電填料用量的同時(shí)，保持較高的導(dǎo)電性能。研究發(fā)現(xiàn)兩種及兩種以上導(dǎo)電填料的并用，可以對(duì)導(dǎo)電橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)電性能產(chǎn)生協(xié)同作用，獲得具有優(yōu)良導(dǎo)電性能和機(jī)械性能的復(fù)合材料。本課題使用兩種導(dǎo)電填料并用，主要研究不同填料的添加量及配比對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響，并研究了復(fù)合材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)

2、結(jié)構(gòu)與宏觀導(dǎo)電性能之間的關(guān)系。
　　首先我們采用膨脹石墨與碳納米管兩種導(dǎo)電填料，以羧基丁腈橡膠為基體，制備得到了膨脹石墨/碳納米管/羧基丁腈橡膠雙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。研究了膨脹石墨和碳納米管兩種導(dǎo)電填料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料導(dǎo)電性能間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn):(1)膨脹石墨在聚乙烯吡咯烷酮水溶液中進(jìn)行超聲處理，在300W功率下攪拌超聲0.5h，再在1000W功率下超聲0.5h的條件下，可以得到厚度在5-6 nm，片層直徑在1μm左右石

3、墨納米薄片。(2)相同填料用量時(shí)，膨脹石墨和碳納米管兩種填料并用制得的復(fù)合材料，其電導(dǎo)率更接近導(dǎo)電率較高的碳納米管/羧基丁腈橡膠復(fù)合材料的電導(dǎo)率，說明兩種填料對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性產(chǎn)生了協(xié)同作用。在添加兩種導(dǎo)電填料時(shí)，導(dǎo)電填料總添加量在1至3質(zhì)量份時(shí)，復(fù)合材料電導(dǎo)率從4.08E-11 S/cm提高至1.37E-7 S/cm，提高了4個(gè)數(shù)量級(jí)，認(rèn)為復(fù)合材料達(dá)到導(dǎo)電滲流閾值。通過掃描電子顯微鏡及透射電子顯微鏡表征了兩種填料的雙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4、r>　　之后采用炭黑與碳納米管兩種導(dǎo)電填料，以甲基乙烯基硅橡膠為基體，制備得到炭黑/碳納米管/甲基乙烯基硅橡膠雙導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。研究了兩種導(dǎo)電填料的用量及配比對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性及導(dǎo)電穩(wěn)定性的影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):(1)加入單種導(dǎo)電填料時(shí)，在拉伸作用下，復(fù)合材料電阻值變化較大，導(dǎo)電穩(wěn)定性較差，由于復(fù)合材料內(nèi)部的導(dǎo)電填料在拉伸方向上發(fā)生取向，導(dǎo)電通路容易被破壞，且導(dǎo)電粒子間距離增大，隧道電阻增大，因此電阻隨應(yīng)變變化較大。(2)使用兩種導(dǎo)電