动态硫化制备多壁碳纳米管/热塑性硫化胶复合材料的相态结构及热电效应

摘要

采用动态硫化方法制备了多壁碳纳米管/热塑性硫化胶(MWCNTs/TPV)复合材料,研究了三种动态硫化工艺和MWCNTs用量对MWC-NTs/TPV复合材料的相态结构、介电、导热和物理性能的影响.MWCNTs/TPV复合材料呈现"海岛"结构,IIR橡胶相以微米级交联颗粒分散在PP相中.动态硫化工艺主要影响MWCNTs的分布,MWCNTs在两相中均匀分布的MWCNTs/TPV复合材料具有较高的热电性能.当MWC-NTs含量达到渗流阈值(3％(质量分数,下同))时,形成MWCNTs网络结构,MWCNTs/TPV复合材料的交流电导率、介电常数和热导率急剧增加.随着MWCNTs含量的增加,MWCNTs/TPV复合材料的弹性模量逐渐增大,拉伸强度先增大后减小;MWCNTs能够提高TPV基体的界面结合力,与纯TPV相比,当MWCNTs的含量为3％时,MWCNTs/TPV复合材料的拉伸强度提高39％.基于MWCNTs/TPV复合材料的相态结构以及MWCNTs的渗流阈值提出MWCNTs网络结构,分散在PP基体中和两相界面处的MWCNTs相互搭接形成MWCNTs网络结构.