导电纤维粉硅橡胶基导电复合材料的制备及性能研究

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2、曼曼曼曼曼曼曼!曼皇曼曼曼曼曼曼曼量曼曼曼!曼!曼!皇曼!!曼摘要在聚合物基体中加入导电填料，可以提高高分子材料的导电性能，从而制备出填充型导电复合材料，这些导电填料包括碳纤维、炭黑、金属粉等。复合导电材料不仅可以代替金属材料满足导电需求，还能满足一些其它特殊应用的需求。本研究报道了采用价格低廉的有机聚酯纤维做芯材，通过化学包覆银的方法制备出导电有机纤维粉(CFP)；将该导电有机纤维粉掺杂至硅橡胶中，制备出橡胶基导电复合材料(CFP／SR)；本研究还探讨了该复合材料的制备原理、电性能、压阻

3、行为和其作为压力传感器的潜在应用。采用自制的银活化液，本研究通过化学包覆银的方法成功将短切聚酯纤维进行化学镀银，制备出性能优良的新型导电有机纤维粉。该导电有机纤维粉在室温最低电阻率为5．85x10‘4Q·cm，镀层表面银含量高达84．81wt％，平均晶粒尺寸约为50nm。实验结果还表明该导电有机纤维粉不但保持了原始纤维柔韧性好、密度小、耐腐蚀、长径比大等特点，而且还获得了原始纤维不可比拟的优良导电性能。该导电有机纤维粉优于传统的胶体钯制备的镀银纤维粉的导电性能，极具潜力开发成为～种具有广泛应用价值的新型导电填料。本研究还将上述制备的导电有机纤维粉掺杂至硅橡胶中成功制备了新型橡胶基导电复合材料

4、。该新型复合材料的渗流阈值约为22％；其电导率在10‘2～103s／m范围内，属于半导体范畴。对其压阻行为进行研究，发现在静压力条件下，该新型复合材料电导率随时间的推移出现电导蠕变特性；当有机纤维粉含量超过25％时，该复合材料在O．1MPa到1MPa范围内电阻率随外加压力呈明显直线关系；而且该复合材料多次循环压缩损耗能低，电导率稳定性高。以上所有实验结果表明本研究制备的新型橡胶基导电复合材料既获得了硅橡胶良好的弹性，也具有CFP的优良导电性，特别是其优良电阻行为使其极具潜力开发作为一种新型智能材料，拓宽其在测量技术领域的应用范围，比如做压力传感器等。关键词CFP／橡胶基导电复合材料；导电有机

5、纤维粉；化学镀；压阻性能；北京工业大学丁学硕：L学位论文ABSTRACTTheelectricalconductivityofpolymercallbeenhancedbytheadditionofconductivefillers，suchaS，carbonfiber,carbonblack，metalpowderetc．ThecompositesnotonlyCanbeusedinelectricalconductivityinsteadofmetalsbutalsoCanbeappliedtosomespecificfields．Thispaperreport1)howtoprepar

6、ethepolymerfiberpowders(CFP)withcheapPETfibersbyelectrolesssilverplatingmethods；and2)AseriesofCFP／SRcompositessuccessfullypreparedbyaddingCFPintosiliconrubberpolymertosomeextent；and3)characterizationofthecomposites’electricconductiveperformance，thepiezoresistivebehaviorv(PRB)；and4)wealsofurtherdisc

7、ussedthepotentialusageoftheCFP／SRcompositorsaSpressuresensorsinmeaSurementtechnology．Takingadvantageofsilvercolloidbyself-prepared，wesuccessfullymadeanovelexcellentpolymerfiberpowders(CFP)throughshort-polyester-fiber。OurresultsshowedthatthesilvercontentofthenovelCFP’Scoatinglayerwas84．8l％；theaverag

8、ecrystallitesizeWaS50rim；andthelowestvolumeelectricresistancerateofthesilver-coatedfiberreached5．85x10．4Q·cmunderroomtemprature．ThenovelCFPnotonlykeptthegoodflexibility,lowdensity,anti—corrosionfromoriginal