狄莹莹
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任鹏刚
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张倩
复合材料学报
为了比较超高分子量聚乙烯（UHMWPE）在单一填充和混合填充时,复合材料导电性的差别。在超声和肼的作用下,通过对氧化石墨烯（GO）、多壁碳纳米管（MWCNTs）和超高分子量聚乙烯水/乙醇分散液减压蒸馏及热压制备了隔离型MWCNTs/UHMWPE、石墨烯（GNS）/UHMWPE和MWCNTs-GNS/UHMWPE导电复合材料。经SEM、TEM测试发现,导电填料分散于UHMWPE颗粒表面,热压后形成隔离结构。隔离型的MWCNTs/UHMWPE和GNS/UHMWPE复合材料均表现出较低的导电逾渗（0.148%和0.059%,体积分数,下同）,但MWCNTs/UHMWPE复合材料的电导率（2.0×10-2 S/m,1.0%,质量分数,下同）明显高于相同填料含量下的GNS/UHMWPE复合材料。MWCNTs-GNS/UHMWPE复合材料表现出了更低的逾渗（0.039%）和较高导电性能（1.0×10-2 S/m,1.0%）,其拉伸强度和断裂伸长率随填充剂含量的增加呈现出先上升后下降的趋势。
关键词:
石墨烯
,
碳纳米管
,
UHMWPE
,
导电复合材料
,
逾渗值
高凡梅
,
任鹏刚
,
孙振锋
,
侯思雨
,
徐玲
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.07.022
采用溶液法及机械共混法分别制备了均匀结构的炭黑(CB)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)及隔离结构的多壁碳纳米管(MWCNTs)-CB/UHMWPE复合薄膜.扫描电镜分析显示,虽然大部分CB均匀分散于UHMWPE基体中,但依然存在明显的局部团聚,而隔离结构中的MWCNTs-CB分布于UHMWPE界面间,更易形成导电通道.导电测试结果表明,复合材料的导电逾渗值由均匀分布的4.91％(体积分数)下降到隔离结构的0.42％.MWCNTs的加入完善了CB间的导电网络,使复合材料的逾渗值进一步下降,当CB∶ MWCNTs=15∶1时,复合薄膜的逾渗值由0.42％(体积分数)下降到0.24％,然而混合填料中MWCNTs含量的进一步增加几乎对逾渗值没有影响.力学性能研究表明,隔离型复合材料的拉伸强度和断裂伸长率随填充剂含量的增加呈现出先上升后下降的趋势.
关键词:
炭黑
,
碳纳米管
,
超高分子量聚乙烯
,
导电网络
,
逾渗值
