碳纳米纤维在制备导电复合高分子材料中的应用.pdf

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1、塑料工业第44卷第5期·6·CHINAPLASTICSINDUSTRY2016年5月碳纳米纤维在制备导电复合高分子材料中的应用木辛明亮，李茂东，许凯，邢玉秀，杨波，喻文(1．广州特种承压设备检测研究院，广东广州510663；2．中国科学院广州化学研究所，广东广州510650)摘要：利用碳纳米纤维(CNF)与普通聚合物复合制备高性能化、功能化高分子复合材料在工业界和学术界引起广泛兴趣，然而关于利用CNF和通用高分子材料制备导电高分子材料依然面临一系列问题，主要包括：CNF表面修饰、CNF在基体材料分散控

2、制、CNF逾渗值过高、表面修饰和分散程度的关系等。现研究热点放在研究功能化CNF的分散形态以及结构、形态与导电性能之间的关系，建立相关的导电物理模型，探讨相关导电机理。关键词：碳纳米纤维；导电高分子材料；复合材料doi：10．3969／j．issn．1005—5770．2016．05．002中图分类号：TQ314．269文献标识码：A文章编号：1005—5770(2016)05—0006—04ApplicationofCarbonNanofibersintheElectricalConductiveP

3、olymerCompositesXINMing。liang，LIMao—dong，XUKai，XINGYu．xiu，YANGBo，YUWen(1．GuangzhouSpecialPressureEquipmentInspectionandResearchInstitute，Guangzhou510663，China；2．GuangzhouInstituteofChemistry，ChineseAcademyofScience，Guangzhou510650，China)Abstract：Toprepa

4、rehigh—performanceandfunctionalpolymercompositeswithcommonpolymerandcarbonnanofibers(CNFs)hasarousedwidespreadinterestinindustryandacademia．However，thepreparationofconductivepolymermaterialsfromCNFsandgeneralpolymerisstillfacingaseriesofproblems，mainlyi

5、ncluding：CNFssurfacemodification，CNFsindecentralizedcontrol，excessivelyhighCNFspercolationvalue，relationshipbetweensurfacemodificationanddispersiondegree，andSOon．ThepaperfocusedontheresearchofthedispersionmorphologyandstructureoffunctionalCNFsandtherela

6、tionshipbetweenthemorphologyandtheconductivity．Andthephysicalmodelwasbuilt，andtherelevantconductivemechanismwasdiscussed．Keywords：CarbonNanofibers；ElectricalConductivePolymer；CompositeMaterials碳纳米纤维(CNF)同碳黑(CB)、碳纳米管径比、热导率也介于二者之间，拉伸强度与CF相(CNT)、碳纤维(CF)等都是

7、元素碳的同素异形体，当，三者体积电阻率都约为10一～l0n·am。据由于它们具有优良的导热、导电、耐候、耐化学等特美国CheapTubes公司的报价，99％纯度CNT价格介性，且具备优异的拉伸强度(CB除外)⋯，因此，于17000～175000美kg；而根据Barcena等利用其这些特性，使之与普通高分子复合，制备高性报道，CNF约为200美元／kg，而且随着CNF生产技能化、功能化聚合物复合材料吸引了学术界和工业界术的日趋成熟和规模生产效应，其价格还有进一步下广泛关注；且开展大量相关研究工作，分布在

8、力学增降的趋势。因此，在取代CNT和CF而应用于制备聚强、电磁防护、导电、导热、温敏、气敏、压敏¨合物复合材料，CNF具有潜在的能力和经济优势。等领域。尽管，关于CNF聚合物体系的研究时有报道，但相1CNF维制备方法对于CNT的报道数量，依然显得非常少。因此，有CNF是由碳氢化合物(如天然气、乙炔、苯等)必要进一步开展CNF相关的研究工作，使其取代在金属或合金催化剂表面催化化学气相沉淀而生成，CNT、CB、CF在某些方面的应用，或者利用其和又称气相增长C