特殊形貌导电高分子复合材料电学性能研究

摘要

导电高分子复合材料可通过在绝缘聚合物中加入一定量的炭黑（ CB）制备而成，其在各方面有广泛的应用，已开发出了防静电、屏蔽、热敏、气敏等材料。为了制备出具有优良电学性能的导电高分子复合材料，本文采用先用炭黑（CB）与增容剂反应，制备复合物，然后再将该复合物作为增容剂与两不相容体系进行共混的新方法，制备出两相界面由 CB及增容剂共同构成导电通道的具有特殊形貌的导电高分子复合材料。
　　本文以聚苯乙烯马来酸酐无规共聚物（SMA）为尼龙6（PA6）及聚苯乙烯（PS）不相容共混体系的增容剂，分别选用超导CB及乙炔CB为导电粒子，采用上述方法制备出 PS/PA6/（SMA-CB)导电高分子复合材料。红外光谱（IR）、透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、光学显微镜（OM）研究结果表明， SMA与CB发生了反应，并可将CB诱导分布于PS/PA6两相界面处。对材料电学性能进行研究，PS/PA6/（SMA-CB)复合材料具有独特的三逾渗行为，即是由CB在 SMA中的逾渗行为、SMA-CB复合物在 PS/PA6两相界面的连续性和PS/PA6两相界面的连续性三个逾渗过程共同构成。该逾渗行为可大幅降低体系的逾渗阈值：对于采用超导 CB体系，其逾渗阈值为0.15％；对于采用乙炔 CB体系，其逾渗阈值仅为0.09%，远低于 PS/PA6/CB体系，且为目前文献报道的最低值，且当 PA6、PS两相基体为海-岛结构时，体系仍可导电，并提出了相应的导电模型。研究体系的温阻效应发现，复合材料的正温度效应（PTC）强度高于PA6/CB和PS/PA6/CB，且负温度效应（NTC）消失。
　　对于采用乙炔 CB为导电粒子，聚丙烯接枝马来酸酐（ PP-g-MAH）增容PP/PA6不相容共混物的体系，通过 SEM、光学显微镜（OM）、浸泡实验等实验手段对体系的形貌进行研究发现，PP-g-MAH与 CB发生了反应，并可将 CB诱导分布于 PP/PA6两相界面处。体系的逾渗阈值为1.6%，较 PP/PA6/CB体系2%的逾渗阈值明显下降。且 PP/PA6/（ PP-g-MAH）/CB体系的 PTC强度较PP/PA6/CB体系明显增强，并有效地延缓了NTC效应出现。

目录

第1章 前 言

1.1导电高分子材料

1.2导电高分子复合材料的导电原理

1.3导电高分子复合材料研究进展

1.4课题的提出及研究思路

第2章 PS/PA6/（SMA-CB）体系的制备及性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.3测试与表征

2.4结果和讨论

2.5乙炔体系和超导体系PTC性能比较

2.6小结

第3章 PP/PA6/(PP-g-MAH)/CB体系的制备及性能研究

3.1实验部分

3.2测试与表征

3.3结果和讨论

3.4小结

第4章 结 论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果