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《基于碳納米管的碳納米導(dǎo)電紙制備與其性能分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、基于碳納米管的碳納米導(dǎo)電紙制備及其性能研究摘要導(dǎo)電紙是一種具有導(dǎo)電特性的功能紙，廣泛應(yīng)用于防靜電材料、傳感器、電極、電容器、電化學(xué)材料等領(lǐng)域。本文以碳納米管為導(dǎo)電填料，采用真空抽濾工藝制備一種新型導(dǎo)電紙。研究中分析了表面活性劑、超聲的頻率、溫度等對碳納米管在不同溶劑體系分散制備的碳納米導(dǎo)電紙的表觀形貌和微觀特性，確定了碳納米管適合的分散工藝：室溫條件下，分散劑TritonX-100濃度為0.2%，超聲波20KHz、400W、分散30min，碳納米管懸浮液的分散效果最好。分別以CMC和PVA做粘結(jié)劑，以碳納米管
2、為導(dǎo)電填料，采用真空抽濾法制備了碳納米導(dǎo)電紙，研究了加入粘結(jié)劑的種類、質(zhì)量、加入方式等對制備的碳納米導(dǎo)電紙電阻率的影響。建立了材料體系、工藝條件與碳納米導(dǎo)電紙導(dǎo)電性能關(guān)系，優(yōu)化出碳納米管和纖維素質(zhì)量均為100mg時(shí)，選擇超聲震蕩輔助分散碳納米管和纖維素溶液，并采用真空抽濾法制備出了碳納米導(dǎo)電紙電阻率最低，電阻率可達(dá)0.28Ω.cm。研究發(fā)現(xiàn)，碳納米管懸浮液中加入纖維素后，纖維素在更大的范圍內(nèi)鏈接碳納米管，使得碳納米管之間的堆疊和連接更加緊密，材料的導(dǎo)電性能有所提高；纖維素與碳納米管質(zhì)量比為1:1左右時(shí)，制得的
3、碳納米導(dǎo)電紙的電阻率最小；碳納米管含量越多，碳納米管之間的相互搭接越好，孔隙越少，形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)越致密，制備的碳納米導(dǎo)電紙導(dǎo)電性能越高。由于羧基化納米管的分散性好，以羧基化納米管為原料制備的碳納米導(dǎo)電紙的表面更加平整，厚度均勻，缺陷少，導(dǎo)電性能提高。采用澆鑄工藝以兩種碳納米導(dǎo)電紙為增強(qiáng)相，環(huán)氧樹脂為基體制備了復(fù)合材料。對制備的復(fù)合材料進(jìn)行電阻率、DMA以及TGA測試。研究發(fā)現(xiàn)，隨著加入碳納米導(dǎo)電紙厚度的增加，復(fù)合材料導(dǎo)電性能提高，電阻率最低為4.75Ω?cm；復(fù)合材料的耐高溫性能增強(qiáng)，儲存模量增大，最大可達(dá)1
4、933.69MPa；復(fù)合材料的玻璃轉(zhuǎn)變溫度增長15℃。碳納米導(dǎo)電紙/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在常溫到300℃以下會以較穩(wěn)定的形式存在，可用作普通耐高溫材料。本研究建立了一種薄型、低電阻率基于碳納米管制備導(dǎo)電紙的新方法，豐富了導(dǎo)電紙的制備方法，所研究的碳納米導(dǎo)電紙具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：導(dǎo)電紙；碳納米管；碳納米導(dǎo)電紙；羧基化碳納米導(dǎo)電紙I基于碳納米管的碳納米導(dǎo)電紙制備及其性能研究AbstractTheelectroconductivepaperisakindoffunctionalpaperwhichcouldbe
5、widelyusedinelectronicscienceandtechnologyasantistaticpackagingmaterial,transducer,electrodeandcapacitor.Inthispaper,theelectroconductivepaperwaspreparedbyvacuumfiltrationusingcarbonnanotubes(CNTs)asconductivefiller.ThebesttechnicsindispersingtheCNTsaredisc
6、overedbyanalyzingthemorphologyofconductivepaperaffectedbytheparametersofsurface-activeagents,ultrasonicfrequencyandpreparationtemperature.ExperimentresultsilluminatethatCNTsweredispersedbestunderconditionswithultrasonic20KHzfor30minutescontaining0.2%dispers
7、antatroomtemperature.CarboxylMethylCellulose(CMC)andpolyvinylalcohol(PVA)werechosenasbinder.Thetype,massfractionandaddingmodeofbinderaffecttheelectricalresistivityofelectroconductivepaper.Aconnectionwasbuildupbetweenmaterialsystem,technologicalconditionsand
8、conductiveproperties.Afterastudyoftheamountofeachcomponent,thelowestresistivityof0.28Ω.cmwasmeasuredbyusingthemethodofvacuumfiltrationassistedultrasonicvibrationwhenthemassofCNTsandcellulosewereboth100
