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功能材料的电学性能._图文

聚氨酯/CNTs功能复合材料的电 学性能研究

邝泉波 材料学 2014230027

1. 聚氨酯(PUR)
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优点:具有高弹性 、良好 的挠曲性以及优良的耐磨性能 、 良好的耐候 、耐油、耐脂等优良的性能,产品形态多样、 成型工艺简便。广泛应用于国民经济众多领域,如建筑、 汽车、家电、纺织、家具、医疗等领域。 缺点:有强度不高,耐热、耐水、抗静电等性能差的缺 点,限制其进一步的应用。

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2. 碳纳米管(CNTs)
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1991年被日本科学家 SIijimaE 发现。在纳米电子器件、 储氢材料、超电容器及化学传感器等方面得到广泛的应 用。CNTs在电学性能方面,可以是导体,又可以为半导 体,电导率可达铜的1万倍,在超导、抗静电、电磁屏蔽 材料等领域具有应用前景。 CNTs的长径比高达100~1000

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具有极好的柔韧性
与聚合物具有良好的相容性

因此,CNTs被认为是PUR的理想添加相,CNTs与 PUR的复 合材料,能经济有效地利用两者的独特性能,大大提高 PUR的性能。

3. CNTs在PUR中的分散性对电学性能的影响
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(1)超声分散制备PUR/CNTs复合材料

采用超声频率为36Hz,分散时间2h进行超声分散制备PUR /CNTs复合材料。通过混合不同的CNTs溶液量,得到超 声混合下不同CNTs含量的PUR/CNTs复合材料。通过ESEM观 察复合材料的表面微观结构

3. CNTs在PUR中的分散性对电学性能的影响

3. CNTs在PUR中的分散性对电学性能的影响

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超声分散的作用

CNTs具有较大的比表面积,表面活性较高,极易团聚。 采用超声分散时产生的局部高压、高温或者强冲击波和微 波流等,可以较大幅度的微化纳米微粒间的纳米作用能, 有效的防止纳米微粒团聚而使之充分分散。

3. CNTs在PUR中的分散性对电学性能的影响

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CNTs具有优于Cu的导电性,并 且CNTs与有机物的相容性要优 于金属,可以取代金属作为填 充材料用于制备有机复合导电 材料,复合材料的性能更加稳 定,而且质量更轻,同时能够 极大的降低复合材料的渗滤阀 值。

4. 磁力分散制备PUR/CNTs复合材料
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采用分散温度40℃,分散时间2h进行磁力分散制备 PUR/CNTs复合材料,其中通过混合不同的CNTs溶液量, 得到磁力分散下不同CNTs含量的PUR/CNTs复合材料,通 过ESEM观察表面微观结构。

4. 磁力分散制备PUR/CNTs复合材料

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磁力分散条件下随着CNTs含量 的增加,PUR/CNTs复合材料 的电阻率也呈先下降后趋于稳 定的趋势。

5. 结论
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1 利用超声分散比磁力分散获得的CNTs在基体中的分 散效果更好,并且随着分散时间的延长,分散效果越好。 2 当分散时间为2h、CNTs的质量分数为5%时, PUR/CNTs复合材料的电阻趋于稳定,体积电阻率可以 降到50MΩ· cm,比纯PUR的体积电阻率下降了6个数量 积。

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