碳納米管-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料導(dǎo)電性能的研究.pdf

1、碳納米管(CNT)具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)性能、獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，極大的長徑比和比表面積，在眾多領(lǐng)域有潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值，成為近年來材料科學(xué)領(lǐng)域中一個(gè)非常令人注目的研究熱點(diǎn)。導(dǎo)電高分子材料的突出優(yōu)點(diǎn)是既具有金屬和無機(jī)半導(dǎo)體的電學(xué)和光學(xué)特性，又具有有機(jī)聚合物柔韌的機(jī)械性能和可加工性，還具有電化學(xué)氧化還原活性。顯示出其廣闊的應(yīng)用前景，因而對導(dǎo)電高分子材料的研究引起了人們濃厚的興趣。 本研究選用CVD法生產(chǎn)的多壁碳納米管作為導(dǎo)電填料，提

2、純后分別采用機(jī)械攪拌、超聲分散、微波處理、高速剪切和分散劑表面改性等方法，將碳納米管均勻分散在基體環(huán)氧樹脂中，制備了碳納米管/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)了碳納米管在樹脂中的均勻分散。并使用SEM和表面電阻計(jì)等儀器對復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試和表征，并分析了微觀結(jié)構(gòu)與導(dǎo)電性能之間的關(guān)系。 結(jié)果表明碳納米管作為導(dǎo)電填料添加到環(huán)氧樹脂中，采用有效的分散工藝將碳納米管分散在基體中，使其在基體中形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，可大幅降低復(fù)合材料的電

3、阻，滿足抗靜電材料的要求。研究顯示，機(jī)械攪拌和超聲分散能夠?qū)⑻技{米管均勻分散于環(huán)氧樹脂基體中，碳納米管與環(huán)氧樹脂比值為2％時(shí)復(fù)合材料表面電阻率為109Ω/sq，比純環(huán)氧樹脂表面電阻率降低3個(gè)數(shù)量級，添加量為6％時(shí)表面電阻率為105Ω/sq，達(dá)到抗靜電材料的使用要求。SEM檢測發(fā)現(xiàn)，采用微波處理、高速剪切和分散劑表面改性等分散方法，碳納米管在基體中分散效果更佳，復(fù)合材料導(dǎo)電性更好。碳納米管添加量為3％條件下，只用機(jī)械攪拌分散和超聲分散時(shí)，