超长银纳米线及其柔性导体的制备与性能研究

摘要

以银纳米线作为导电填料制备的柔性导体具有高透光率、高电导率和良好的电性能抗应变稳定性等优点，有潜在的应用价值。银纳米线的结构对其制备的柔性导体的性能有重要影响。针对短的银纳米线构建的导电网络抗应变稳定性差，超长银纳米线的制备技术存在制备工艺复杂或合成的纳米线力学性能差;或合成的纳米线表面包覆聚合物绝缘层等问题，本文首先阐明了大长径比的银纳米线适用于制备柔性导体;同时，发展了一种针对水热法合成的超长银纳米线的表面处理新技术，去除其表面的聚合物绝缘层，并以表面处理后的超长银纳米线作为导电填料制备柔性导体。主要研究内容与结果如下:
　　 (1)采用多元醇法合成了不同长度的银纳米线，应用旋转涂布法制备柔性导体。研究发现:随着拉伸应变增大，长银纳米线在复合材料中的间距比短银纳米线的增加的幅度较小，导电通路数减少得不多，其电性能抗应变稳定性较好。阐明了大长径比的银纳米线是适合用于制备柔性导体;同时，随着银纳米线长度增加，柔性导体透光率逐渐提高，其方块电阻逐渐下降
　　 (2)发展了一种超长银纳米线的表面处理新技术，用环保型溶剂溶解去除了水热法合成的超长银纳米线表面的PVP绝缘层。研究发现，PVP绝缘层的去除，利于银纳米线的焊接，减少材料的接触电阻，制备的超长银纳米线/SBS柔性导体表现出优异的导电、透光性，同时采用该超长银纳米线可制备出电性能抗应变稳定性良好的柔性导体。其所制备的透明电极（在玻璃片上）方块电阻约为12.6Ω/sq且低于目前文献报道的柔性导体，透光率高达90％;且其所制备的柔性导体（在透明SBS基材上）方块电阻约为25.9Ω/sq，透光率高达85％。在0～100％的拉伸应变范围内，以及弯曲角度从0°增加到90°，或多次拉伸应变循环条件下，均仍能保持优异、稳定的电性能，并通过理论解释了超长银纳米线/SBS基柔性导体的具有稳定优异电性能的原因。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 柔性导体的研究及应用

1．2．1 柔性导体的制备方法

1．2．2 柔性导体的应用

1．2．3 柔性导体的分类及研究现状

1．3 超长银纳米线的结构、性质与制备技术

1．3．1 超长银纳米线的结构与性质

1．3．2 超长银纳米线的制备技术

1．4 本文的选题目的及主要研究内容

第2章 基于不同长度银纳米线制备的SBS基柔性导体的制备及其性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及原料

2．2．2 实验仪器设备

2．2．3 测试方法

2．2．4 不同长度银纳米线的制备

2．2．5 不同长度银纳米线／SBS基柔性导体的制备

2．3 结果与讨论

2．3．1 不同长度银纳米线的形貌与结构表征

2．3．2 不同长度的银纳米线／SBS基柔性导体的形貌与性能表征

2．3．3 银纳米线长度对SBS基柔性导体电性能抗应变稳定性影响

2．4 本章小结

第3章 超长银纳米线的表面处理及其SBS基柔性导体的性能研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及原料

3．2．2 实验仪器设备

3．2．3 测试方法

3．2．4 超长银纳米线的制备

3．2．5 超长银纳米线的表面处理

3．2．6 超长银纳米线／SBS柔性导体的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 超长银纳米线的形貌与结构表征

3．3．2 表面处理后超长银纳米线的形貌表征及红外光谱分析

3．3．3 超长银纳米线表面的PVP去除程度对材料电性能的影响

3．3．4 超长银纳米线的热处理对柔性导体电性能抗拉伸应变稳定性的影响

3．3．5 超长银纳米线／SBS柔性导体电性能抗弯曲应变稳定性研究

3．3．6 超长银纳米线／SBS柔性导体的电性能抗拉伸应变循环稳定性

3．3．7 超长银纳米线／SBS柔性导体的透光率与方块电阻的表征和比较

3．4 本章小结

第4章 结论

致谢

参考文献