炭黑／橡胶涂层复合材料导电性能的研究

本研究了橡胶／炭黑复合材料体系的导电性能。实验指出，其电阻率随温度的变化呈不同强度的正温度系数（ＰＴＣ）效应，讨论了不同炭黑粒子填充率，橡胶基体的性质，炭黑的结构及表面性质，加工工艺和硫化条件等对室温电阻率及ＰＴＣ效应的影响。     

人工皮肤用碳纳米管/硅胶压敏材料研究

利用溶液共混法制成了一种新型的碳纳米管(CNTs)/硅胶压敏复合材料.实验分析了碳纳米管的功能化、填充体积分数和长径比等对复合材料电学性能的影响.结果表明:功能化可以改善碳纳米管在聚合物中的分散性;改变填料的长径比及填料体积分数可以改变复合材料的压阻敏感性及线性.当功能化碳纳米管添加体积分数为25％时制备的复合材料具有...     

柔性触觉传感器用力敏导电橡胶力学灵敏度研究

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备导电复合材料.研究了基于力敏导电橡胶的柔性触觉传感器灵敏度随复合材料的填料用量,不同种类填料并用而变化的特性.对材料的弹性形变、炭黑和填料并用的网络化进行了分析.通过实验,获得了在不同填料配比下的力敏导电橡胶的横向和纵向力灵敏度,渗流区不同位置下的灵敏度.实验表明,当炭黑(8%)和SiO2(27‰)并用时,复合材料电阻刚好处于渗流区的高阻态端,弹性模量较低,力学灵敏度高.采用体压阻效应与界面压阻效应相结合的方式制作柔性触觉传感器可获得较高力灵敏度.     

硅橡胶-炭黑导电橡胶的逾渗特性研究

以炭黑为导电相填充硅橡胶制备导电橡胶,并基于Matlab软件建立了相应体系的逾渗模型,对比研究了炭黑含量及粒径对导电橡胶体系粒子逾渗特性和导电性能的影响。结果表明,当炭黑粒径一定时,炭黑含量是影响所制导电橡胶导电性能的重要因素,当炭黑含量达到逾渗阈值,材料电阻急剧减小,炭黑粒径越小,所制材料的逾渗阈值越低。不同炭黑粒径下,导电橡胶体系的分形维数均随着炭黑含量增加而增大,并且炭黑粒径越小,体系分形维数越小,而分形维数较小的体系在逾渗状态前形成导电集团的能力更强。对比实验和数值模拟结果可知,本文构建的逾渗模型能较好地反映硅橡胶-炭黑导电橡胶中导电相的结合特性。     

等离子体热解焦油制备导电炭黑

用电弧产生的Ar、N2或空气等离子体热解乙烯焦油制备炭黑，检测了所产生的炭黑的物化性能．X射线衍射和高分辨率透射电镜分析了样品的微观结构．与乙炔炭黑进行比较，这种方法产生的炭黑在微观结构、导电性能、盐酸吸液量、吸油值等方面具有类似乙炔炭黑的性质．还初步分析了炭黑物化性能、结构之间的关系以及工艺条件对它们的影响．等离子体制备导电炭黑的电能消耗为每升原料油1～2kWh，在高功率下炭黑样品为纳米石墨粉．     

炭黑—醇酸树脂系导电涂料的导电性能

实验结果表明，炭黑－醇酸树脂系导电涂料的导电性能随开磨时间的延长和炭黑填充质量分数的增加而增强，具有明显的渗透效应，低场下伏安特性呈线性，这为一种电热取暖器的设计与使用提供了实验依据。     

柔性触觉传感器用导电橡胶压阻特性及其拟合

以炭黑(CB3100)为导电相,硅橡胶为基质制备柔性触觉传感器用导电复合材料.分析了测量压阻特性的电极置于导电橡胶体内或覆盖于导电橡胶表层对压阻实验数据的影响.实验结果表明,压阻特性非线性特性明显,采用二次多项式拟合压阻实验数据可获得高拟合优度,且电极内嵌于导电橡胶测得的压阻数据拟合的相关系数均高于电极外贴在导电橡胶上测得的压阻数据拟合的相关系数.灵敏度与材料的初始电阻正相关,电极外贴于导电橡胶表面的传感器结构可获得较高的力灵敏度.     

导电硅橡胶的线性电阻特性研究

研制了炭黑填充的线性导电硅橡胶，对炭黑填充的导电硅橡胶的电阻随炭黑含量变化及其线性特性进行了详细的研究，确定了最佳的炭黑含量，同时对其导电机理及实验结果作出比较合理的理论模型解释。     

碳纳米管/水泥基复合材料导电机理的研究

利用四极法对碳纳米管/水泥基复合材料（MWNT/CC材料）的直流Ⅰ-V特性和交流阻抗特性进行了对比研究,同时采用SEM方法对碳纳米管在MWNT/CC材料的分布情况与连接情况进行了观察.研究结果表明,碳纳米管（MWNT）的掺入可以明显降低MWNT/CC材料的电阻率;不同MWNT掺量的MWNT/CC材料的电阻率在直流电压与交流电压下有相同的变化规律,且当MWNT掺量较高时,MWNT/CC材料内部出现了电容;当MWNT掺量较低时,MWNT/CC材料体现为非接触导电;当MWNT掺量提高到0.3％（占水泥质量的百分比）时,接触导电和非接触导电在MWNT/CC材料内部同时存在.     

Preparation of double-walled carbon nanotubes

Double-walled carbon nanotubes were prepared using the floating chemical vapor deposition with methane as carbon source and adding small amount of sulfur into the ferrocene catalyst. The optimized technological parameters are: the reaction temperature is 1200℃; the catalyst vapor temperature is 80℃; the flow rate of argon is 2000 SCCM; the flow rate of methane is 5 SCCM. The purified DWNTs under these optimized technological parameters have high purity above 90 wt%.     

炭黑填充复合型硅橡胶屏蔽性能及拉敏特性研究

分别研究了华光炭黑（HG-1B）及N234炭黑填充的复合型硅橡胶屏蔽性能及拉敏特性．发现在低阻值情况下可用Schelkunoff理论较好地描述其屏蔽效果．另外根据量子力学隧道效应推导了其阻值随拉力的变化关系,其关系可近似用二次多项式表示,将实验结果按此式拟合,符合得很好．同时综合考虑橡胶的电阻率、电阻变化率和伸长率,结果发现当橡胶具有最大的拉敏特性时。其导电性与力学性能具有最佳的结合点,并由此确定了N234和HG-1B的最佳填充量．     

碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶加工性能和静态力学性能的影响

研究了不同长径比的多壁阵列碳纳米管束（carbon nanotube bundles,CNTBs）非等量替代炭黑N234并用的填料增强体系对天然橡胶加工性能和静态力学性能的影响,结果表明,随着CNTBs长径比的增大和用量的提高,天然橡胶纳米复合材料的加工性能变差,硫化速率下降,而硫化返原现象减轻,加工安全性得到改善;随着CNTBs长径比的增大和用量的提高,材料的静态力学性能逐渐提高,出现纳米增强效应。通过Mooney Rivlin模型分析材料的应变诱导结晶情况,推测得到CNTBs长径比与应变诱导结晶起始点的关系;材料的抗撕裂性能改善比较明显,主要原因是CNTBs较高的比表面积使其与橡胶分子产生了较多的界面。     

导电聚苯胺纳米管的界面法合成

在室温下，采用界面自组装聚合法首次成功制备了磷酸掺杂的导电聚苯胺纳米管，利用TEM．FT—IR，UV—Vis及四探针等技术对其结构和导电性能进行了表征．结果表明：由该法合成的聚苯胺具有纳米管结构，内外管径分别为20nm和120nm。长度在3～4μm，长径比为30：1；在室温下，电导率约为0．35S／cm．通过控制苯胺单体的浓度、掺杂剂酸的浓度和聚合反应时间能够实现对聚苯胺纳米管管长和管径的控制．     

碳纳米管束与炭黑并用对天然橡胶导热性能和动态力学性能的影响

研究不同长径比的多壁阵列碳纳米管束（carbon nanotube bundles,CNTBs）非等量替代炭黑N234并用的填料增强体系对天然橡胶（NR）导热性能和动态力学性能的影响。利用非线性拟合分析CNTBs管径与CNTBs/N234并用NR复合材料热导率的关系,发现随着CNTBs管径的减小和用量的提高,复合材料导热性能逐步提高。通过表征CNTBs在橡胶基体中形成的填料网络,发现CNTBs长径比增大和用量提高会导致杂化填料的分散效果下降即出现Payne效应,使复合材料在动态工况下损耗增大,60℃下7%应变的tanδ和疲劳温升出现增加。此外,添加长径比更大的CNTBs能提升材料的抗湿滑性能,提高玻璃化转变温度,但对磨耗性能有不利影响,CNTBs添加量为6 phr（相对于每100份以质量计量的橡胶添加的份数）时材料的磨耗体积显著增大。     

硅橡胶导电复合材料电性能的DC/AC测试

对炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的伏-安特性进行了DC/AC测试.测试结果表明:该种导电复合材料具有非欧姆特性,电压与电流之间具有非线性关系.交流测试情况下,当交流电激励频率变化较小时,输出电流基本不受影响;而当频率变化较大时,输出电流发生了较明显变化,电流随着频率的增大逐渐增大.由此可知试样的电阻抗随着交流频率的增大而不断减小.在炭黑-碳纤维硅橡胶导电复合材料的导电体系中,隧道导电(电容阻抗)与搭接/接触导电(电阻阻抗)同时存在,隧道电流是非欧姆特性及频率增大时阻抗减小的主要原因.结果分析表明:对该类导电复合材料进行电阻(抗)测试时,需了解所使用测试仪器的激励电源模式.     

碳纳米管/粉末丁苯橡胶复合材料改性聚丙烯

为获得性能优良的复合材料,利用辐射交联和喷雾干燥法,制备全硫化交联碳纳米管(CNT s)/粉末丁苯橡胶(SBR)复合材料,用熔融共混法对聚丙烯进行三元体系改性。结果表明:当SBR、CNT s和苯甲酸钠(相对于纯PP的质量)用量分别为15%、2%和2%时,改性后PP的冲击韧性提高了120%,拉伸强度提高了6%,扯断伸长率提高了55%,弯曲强度提高了20%。     

Novel electric conductive polylactide/carbon nanotubes foams prepared by supercritical CO2

In this paper,novel electric conductive polylactide/carbon nanotubes(PLA/CNTs) foams were fabricated by a pressure-quench process using supercritical CO2as a blowing agent.The morphology of PLA/CNTs nanocomposites prepared by solution blending was characterized using SEM and the results indicate that CNTs well dispersed in PLA matrix.The introduction of CNTs improved the thermal stability of PLA.The morphology and electrical properties of PLA/CNTs foams were characterized and discussed.Depending on the process parameters,such as saturation temperature and pressure,nanocellular or microcellular structure of PLA/CNTs nanocomposites were obtained.The volume resistivity of PLA/CNTs foams was from 0.53 103Ω cm to 15.13 103Ω cm,which was affected by cell structure and crystallization of foams oppositely.Foaming reduced the electrical conductivity due to the decrease of CNTs volume content and the break of conductive pathways.However,crystallization increased the electrical conductivity possibly because of the CNTs structural change in which the CNTs were less curled and more connected.     

多壁碳纳米管/硅橡胶复合材料压敏元件特性

为研究碳纳米管填充聚合物复合材料的压力敏感特性,将硅橡胶为基体、多壁碳纳米管为填料的复合材料涂覆在印制板基底上,经溶剂挥发成膜,制备出柔顺式复合材料压敏元件。对碳纳米管质量分数1.6%、4.3%、9.3%的元件进行压阻特性测试,在单轴步进压力下实时检测压力和元件电阻。结果表明,压敏元件在0～110N单轴步进压力下表现出正压阻效应,特性曲线的变化区间与碳纳米管质量分数相互对应。提出压阻效应的机理是元件在压力作用下产生变形,导致碳纳米管导电网络发生破坏与重构。扫描电镜分析表明,碳纳米管随机取向分散于硅橡胶基体中,形成1-3型复合结构。该新型复合材料压敏元件可用于开发柔顺式力传感器。     

碳纳米管/天然橡胶复合材料的物理性能

为拓展碳纳米管应用领域,开发新型橡胶纳米复合材料,在碳纳米管预处理基础上,通过机械混炼方法将碳纳米管与天然橡胶复合。研究表明,与传统炭黑增强样品相比,碳纳米管在橡胶中的混入速度快,温升幅度小,混炼胶的硫化返原现象减轻。经过分散粘合体系处理,碳纳米管在橡胶中的分散性及界面粘合状况改善,热处理后复合材料的整体力学性能提高,对比炭黑增强样品,碳纳米管复合材料的弹性模量和玻璃化转变温度高,回弹及动态压缩性能好,并且热稳定性较高。