高弹性高导电稳定性炭黑/碳管/硅橡胶复合材料的设计与制备

• 作者: 于冰 刘苏亭 宁南英 张立群 田明 赵柔 邹华
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 导电橡胶复合材料 导电网络结构 导电性 导电稳定性 碳纳米管 炭黑
• 年，卷（期）: 2018,（34）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 3677-3686
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/N972018-00875

摘要

采用少量炭黑(CB)和少量碳纳米管(CNTs)并用,通过调控CB和CNTs在甲基乙烯基硅橡胶(PMVS)基体中的网络结构,成功制备了低导电填料下高弹性、高导电性、高循环拉伸导电稳定性的PMVS-CB-CNTs导电橡胶复合材料.当1.8％(体积百分比,下同)CB和1.2％ CNTs并用时,复合材料体积电阻率降低至271 Ω cm,30％拉伸应变下的体积电阻率(R/R0)为2.1,10次循环拉伸再回复后其R/R0低至1.3.CNTs是原位生长在层状双氢氧化物表面而制备的碳管阵列(CNTA),其与橡胶混炼加工时易于解离成单根分散碳管,不易缠结,且其高长径比有利于低填料量下获得高导电性;而CB的各向同性能够使复合材料拉伸回复后形成新的导电通路.由于所用CNTs具有纳米弹簧效应,复合材料保持了良好的弹性和柔顺性.进一步研究了复合材料在拉伸应变过程中的电导性的变化和循环拉伸导电稳定性,以及拉伸应变下导电网络结构变化和拉伸前后的填料网络结构变化,探明了复合材料导电网络结构与导电性及导电稳定性的关系.结果表明,低含量CB和CNTs可在橡胶基体中形成较强的双导电网络结构;拉伸时,CNTs作为桥梁连接单个的CB粒子及其聚集体,导电网络破坏较小;经循环拉伸再回复后,CB和CNTs又可回复形成较强的双导电网络结构,因此该复合材料电导性较高,且单次拉伸和循环拉伸导电稳定性均较好.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张立群		437	4704	31.0	45.0
2	田明		103	1393	22.0	32.0
3	邹华		57	375	12.0	15.0
4	宁南英		4	11	1.0	3.0
5	刘苏亭		1	0	0.0	0.0
6	赵柔		1	0	0.0	0.0
7	于冰		1	0	0.0	0.0