磺化聚苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料导电特性和机理的研究

摘要

将磺化聚苯乙炔(SPPA)与多壁碳纳米管(MWCNTs)超声共混制备得到SPPA/MWCNTs复合材料.用X光电子能谱仪、固体紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、四探针、场发射扫描电镜等对复合材料导电特性及机理进行研究.结果表明:SPPA/MWCNTs复合材料中SPPA与MWCNTs发生电荷转移而被掺杂,并且由于SPPA与MWCNTs间的电荷转移,彼此间存在一定的相互作用力;复合材料电阻呈负温度系数效应;SPPA/MWCNTs复合材料电导率发生两次突跃.可能的导电机理为,复合材料中SPPA不仅被MWCNTs物理填充,同时还被MWCNTs掺杂,复合材料中存在两种导电通路,一是SPPA与MWCNTs的碳原子发生电荷转移而被掺杂,彼此之间存在一定的相互作用力,导致SPPA包裹MWCNTs形成独立导体单元,这种独立单元相互接触形成导电通路;二是MWCNTs彼此之间相互接触形成导电通路,并建立了该导电机理的理论模型.