納米碳管和石墨烯粉體的比表面積大、表面活性低,粒子間具有較強(qiáng)的范德華力,在聚合物基體內(nèi)容易團(tuán)聚,它們的分散效果將直接影響導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,粉體改性劑對其表面進(jìn)行化學(xué)修飾可促進(jìn)填料與樹脂的相容性,提高填料的分散效果。
氧化石墨烯雖較石墨烯易分散,但其為絕緣材料,因此需將制備好的涂層中的氧化石墨烯進(jìn)行化學(xué)或氧化還原,從而恢復(fù)涂層的導(dǎo)電性能。Ma等在石墨烯表面接枝長鏈聚合物后,環(huán)氧樹脂/石墨烯復(fù)合體系的滲流閾值由原來的1.333%(體積分?jǐn)?shù),下同)下降到0.32%。
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包覆粉體表面改性劑可以提高納米碳管的分散效果,同時(shí)阻止其在成膜樹脂中再次團(tuán)聚,但與接枝的納米碳管相比,其滲流閾值較高。這是由于納米碳管被包覆后表面形成了絕緣殼層,在構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)時(shí),帶有絕緣殼層的納米碳管彼此搭接處的接觸電阻增大,導(dǎo)致涂層整體導(dǎo)電性能下降。
采用球磨工藝在納米碳管表面接枝氨基,與純納米碳管相比,接枝后的納米碳管與環(huán)氧樹脂混合后制成涂膜的導(dǎo)電性能反而降低,這可能是球磨分散導(dǎo)致納米碳管長徑比減小,且納米碳管接枝氨基后,納米碳管的共軛π電子數(shù)目減少,而新鍵合的sp3雜化軌道電子導(dǎo)電性能遠(yuǎn)不及π電子。采用化學(xué)修飾往往都會(huì)對納米碳管或石墨烯結(jié)構(gòu)造成一定程度的破壞,因而在修飾過程中需要合理地控制各項(xiàng)參數(shù),在滿足填料均勻分散的同時(shí)盡量保持填料結(jié)構(gòu)的完整性,從而獲得理想的電學(xué)性能。
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標(biāo)簽:粉體改性劑,表面改性劑,納米碳管改性劑
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