聚合物-納米石墨片復(fù)合材料的制備與電學(xué)性能研究.pdf

1、通過微波快速膨脹-超聲處理工藝，從可膨脹石墨制備了納米石墨片（GNSs），通過表面修飾-溶液混合工藝，制備了環(huán)氧樹脂/納米石墨片（ER/GNSs）塊體和硅橡膠/納米石墨片（SR/GNSs）薄膜導(dǎo)電復(fù)合材料。采用XRD、SEM，對(duì)GNSs及復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，測(cè)量了復(fù)合材料的電阻，探討了其與壓力、溫度、時(shí)間的關(guān)系。
　　ER/GNSs、SR/GNSs兩個(gè)體系均顯示滲流電導(dǎo)行為，其滲流閥值較低，分別為6wt％、6.5wt%，這與

2、GNSs特殊的形貌和很好的連通性有關(guān)。數(shù)據(jù)擬合顯示，兩種復(fù)合材料的導(dǎo)電行為符合經(jīng)典的Stauffer滲流模型，其標(biāo)度因子t=1.6～2。SR/GNSs體系的面內(nèi)電阻規(guī)律性優(yōu)于面外電阻，暗示GNSs在旋涂制備中為面內(nèi)取向。
　　在T=30℃-140℃，ER/GNSs體系電阻顯示較好的負(fù)溫度系數(shù)（NTC）效應(yīng)，這是由于在熱擾動(dòng)作用下，電子熱激發(fā)增強(qiáng)，隧道跳躍幾率上升，導(dǎo)致復(fù)合材料電阻率下降。超過滲流閾值，SR/GNSs體系電阻具有正溫

3、度系數(shù)（PTC）效應(yīng)，說明基體膨脹對(duì)增大隧道距離、隧道電阻有較大貢獻(xiàn)，電子的熱激發(fā)被遏制。
　　ER/GNSs體系電阻顯示較好的負(fù)壓力系數(shù)（NPC）效應(yīng)，SR/GNSs體系的面內(nèi)電阻顯示正壓力系數(shù)（PPC）效應(yīng)，前者與壓致小應(yīng)變使GNSs隧道距離減小有關(guān)，后者與壓致面內(nèi)延展使GNSs隧道距離增加有關(guān)。循環(huán)壓阻試驗(yàn)顯示，兩個(gè)體系尤其是ER/GNSs體系具有良好的壓阻穩(wěn)定性，100次循環(huán)的電阻漂移甚微。
　　兩個(gè)體系的電阻-壓力