基于纖維模板的柔性導(dǎo)電材料制備及其性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著信息技術(shù)和光電產(chǎn)品的飛躍發(fā)展，柔性導(dǎo)電材料越來(lái)越受到人們的重視與關(guān)注，在許多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。透明導(dǎo)電氧化物(TCO)性能優(yōu)異，以其作為無(wú)機(jī)相的納米復(fù)合柔性導(dǎo)電材料，已成為材料科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 在本文的研究中，采用水熱法與模板法，以棉織物為模板，通過(guò)簡(jiǎn)單的“浸漬-干燥”過(guò)程，制備得到規(guī)則的氧化銦錫導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(ITOconductive network，ICN)。將其與聚二甲基硅氧烷(PDMS)樹脂基

2、底復(fù)合，制備得到ICN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料。通過(guò)X射線衍射(X-ray diffraction，XRD)、傅里葉變換紅外光譜(Fourier transforminfrared，F(xiàn)TIR)、自動(dòng)比表面和空隙度分析儀(Brunauer-Emmett-Teller，BET)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field emission scanning electronmicroscopy，F(xiàn)E-SEM)、低阻抗分析儀、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、紫外可見

3、分光光度計(jì)等測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行表征，結(jié)果表明：ICN由粒徑為20～30 nm的ITO納米晶聚集而成，呈規(guī)則導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)狀。在彎曲的狀態(tài)下，ICN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料的電學(xué)性能保持穩(wěn)定，電導(dǎo)率可達(dá)～5 S/m，比添加相同量的普通ITO納米顆粒/PDMS復(fù)合材料電導(dǎo)率提高了近12倍。ICN與普通ITO納米顆粒的粒徑相差不大，最終性能上的差異更可能是兩者ITO聚集狀態(tài)的不同所致。ICN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料的拉伸性能良好，1.7倍于PD

4、MS樹脂，而且在紫外-可見光區(qū)域具有相對(duì)較高的光透過(guò)性。
　　 采用溶劑熱法制備氧化錫銻(ATO)納米顆粒并使用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性，然后通過(guò)靜電紡絲形成ATO導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(ATOconductive network，ACN)。將其與PDMS樹脂復(fù)合，制備得到ACN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料。通過(guò)XRD、FTIR、FE-SEM、熱重分析儀(Thermogravimetric，TG)、低阻抗分析儀、紫外可見分光光度計(jì)等測(cè)試方法對(duì)材料

5、進(jìn)行表征，結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)表面改性，ATO納米顆粒的分散性及沉降穩(wěn)定性得到明顯改善，用于靜電紡絲效果良好。在彎曲狀態(tài)下，ACN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料的電學(xué)性能保持穩(wěn)定，電導(dǎo)率可達(dá)～2.6 S/m，在紫外-可見光區(qū)域具有相對(duì)較高的光透過(guò)性。
　　 采用溶膠-凝膠法和前驅(qū)體靜電紡絲技術(shù)，制備得到ACN。將其與PDMS樹脂復(fù)合，制備得到ACN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料。通過(guò)XRD、BET、FE-SEM、TG、低阻抗分析儀、光學(xué)輪廓儀

6、、紫外可見分光光度計(jì)等測(cè)試方法對(duì)材料進(jìn)行表征，結(jié)果表明：ACN由粒徑為30～50 nm左右的ATO納米晶聚集而成。相對(duì)于顆粒靜電紡制備的ACN，采用前驅(qū)體靜電紡制備導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，其中的ATO納米顆粒平均粒徑更小，整體材料電學(xué)性能更好。在彎曲狀態(tài)下，ACN/PDMS復(fù)合柔性導(dǎo)電材料的電學(xué)性能保持穩(wěn)定，電導(dǎo)率可達(dá)～3.4 S/m，在紫外-可見光區(qū)域具有相對(duì)較高的光透過(guò)性。
　　 本文基于纖維模板所制備的復(fù)合導(dǎo)電材料性能優(yōu)異，將在柔性電子