膨脹石墨是新型的導(dǎo)電填料之一，較常用的炭黑具有導(dǎo)電性好、摩擦損耗低、污染小等優(yōu)點，而膨脹石墨加入可以大大提高高分子材料的導(dǎo)電性，使聚合物出現(xiàn)了從絕緣體和半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，因此，在導(dǎo)電復(fù)合材料具有重要的應(yīng)用價值。今天歐爾石墨小編就為大家講解膨脹石墨作為導(dǎo)電填料制備聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料：
將可膨脹石墨膨脹后制成膨脹石墨,然后使膨脹石墨呈納米石墨薄片分散在聚合物基體中,可制得聚合物基納米導(dǎo)電復(fù)合材料。由于石墨在基體中呈納米分散,因此基體的力學(xué)性能降低不大,同時石墨呈片層狀,因此很容易在基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),石墨用量少即可達(dá)到很好的導(dǎo)電性能,這些是采用其他導(dǎo)電填料所無法做到的。因此,膨脹石墨作為導(dǎo)電填料制備聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料方面的研究近年成為熱點。
膨脹石墨作為導(dǎo)電填料制備聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料可采用原位聚合插層方法。將膨脹石墨分散于70%的乙醇水溶液中,超聲分散處理8h后過濾烘干得到納米石墨薄片,然后將納米石墨薄片與甲基丙烯酸甲酯單體混合均勻后再聚合,得到聚甲基丙烯酸甲酯 /納米石墨復(fù)合材料,復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲閥值僅為1.0%,遠(yuǎn)低于聚甲基丙烯酸甲酯 /普通石墨復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲閥值5.5%, 當(dāng)納米薄片石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.0%時,復(fù)合材料的電導(dǎo)率達(dá)103S·cm。此外,有研究者采用原位聚合插層方法制備研究了聚苯乙烯和聚酰胺與膨脹石墨的納米導(dǎo)電復(fù)合材料。
膨脹石墨作為導(dǎo)電填料與聚合物復(fù)合還可采用膨脹石墨與聚合物混合插層方法,混合插層方法有溶液插層法和熔體插層法兩種。溶液插層法得到的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能好,導(dǎo)電逾滲閥值約2%( 體積分?jǐn)?shù)) 左右,但是制備工藝過程復(fù)雜并且消耗大量有機(jī)溶液,工藝成本很高,實際應(yīng)用意義不大。熔體插層法是最有前途的方法,但是直接將膨脹石墨與聚合物進(jìn)行熔體插層得到的導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電性能較差,導(dǎo)電逾滲閥值高。先將膨脹石墨經(jīng)表面活性劑處理后再與聚合物進(jìn)行熔體插層,工藝過程簡單,并且制備得到的聚合物基導(dǎo)電復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,導(dǎo)電逾滲閥值較低。
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