多壁碳纳米管填充高密度聚乙烯复合材料的导电性和动态流变行为

摘要

对多壁碳纳米管／高密度聚乙烯（MWNTs／HDPE）复合材料的导电性和动态流变行为进行了研究．发现复合材料的复数粘度η^＊随MWNTs含量φ的增大而增大．当φ〉3wt％时，η^＊发生突变，在低ω区域表现为非牛顿流体行为，出现强烈的剪切变稀现象．将其称为流变渗流现象，对应的填料含量即渗流阈值φc．在动态储能模量（G’）、损耗模量（G″）与频率（ω）关系曲线上，随φ增加出现“第二平台”，第二平台的出现表明MWNTs与MWNTs之间、MWNTs与聚合物之间存在相互缠结形成网络的结构．同时发现，在tanδ—ω曲线上的低ω区出现凹谷．认为这是由于MWNTs长链结构在低ω时伸长/收缩，MWNTs与MWNTs相互接触形成了次级网络造成的．经过不同时间热处理后的ω扫描以及动态间扫描的结果证实了这种结构的存在．研究结果表明复合材料的流变渗流阈值与电渗流阈值相一致（均在3％～5％之间），动态流变行为与导电性存在一定的相关性．