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1、复合材料学报第27卷第3期6月2010年ActaMateriaeCompositaeSinicaVol127No13June2010文章编号:100023851(2010)0320016206碳纳米管的表面修饰及其对碳纳米管/氟橡胶复合材料导电性能的影响31212徐涛,杨静晖,刘际伟,傅强(1.中国工程物理研究院化工材料研究所,绵阳621900;2.四川大学高分子科学与工程学院,成都610002)摘要:分别采用混酸和四氟化碳(CF4)等离子体处理技术对碳纳米管(MWCNTs)进行了表面修饰,将处理前后的碳纳米管进行了XPS和SEM测试,获得了处理后前的表面形貌和结构,并采
2、用溶液浇注的方式制备了MWCNTs/氟橡胶(FE)复合材料,探讨了不同碳纳米管状态(未处理、混酸处理、CF4等离子体处理)的导电性能,结果表明两种表面处理方式可以使MWCNTs表面接上极性官能团。而且在相同的碳纳米管添加量下(质量分数分别为0.1%、0.5%、1.0%、2.0%),酸处理MWCNTs/FE的渗流阈值最小,达0.5%。关键词:碳纳米管;表面修饰;复合材料;导电性能中图分类号:文献标志码:ASurfacemodificationofcarbonnanotubeanditsinfluenceontheconductivitypropertyofcarbonnan
3、otube/fluoro2elastomercomposite31212XUTao,YANGJinghui,LIUJiwei,FUQiang(1.InstituteofChemicalMaterials,ChineseAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621900,China;2.CollegeofPolymerScience&Engineering,SichuanUniversity,Chengdu610002,China)Abstract:Multiwallcarbonnanotubes(MWCNTs)weremodifiedby
4、mixedacidandtetrafluorocarbon(CF4)plasmatreatment.ThesurfacemorphologyandstructureofMWCNTsbeforeandaftertreatmentwereobtainedbyusingSEMandXPS,whichrevealedthatMWCNTscanbegraftedbypolargroupsaftersurfacetreatment.Furthermore,MWCNTs/fluoro2elastomer(FE)compositefilmswerepreparedbythemethodo
5、fsolutioncastingusinguntreatedMWCNTs(UCNTs),acid2modifiedMWCNTs(ACNTs)andCF4plasma2modifiedMWCNTs(FCNTs).Ineachcase,MWCNTsmassfractionswere0.1%,0.5%,1.0%and2.0%withrespecttothepolymer.TheconductivityofMWCNTs/FEwasstudiedbycomparingthemodificationeffectonMWCNTs.Theresultsshowthatthelowestp
6、ercolationthresholdinacid2modifiedMWCNTs/FEcompositeswasabout0.5%.Keywords:carbonnanotubes;surfacemodification;composite;conductivity复合型高分子导电材料是指以高分子材料为基了导电高分子材料的渗流阈值,并具有很好的开关[11215]体,加入各种导电物质(改性体)经过分散复合、层特性,成为制备高分子导电器件的关键元件。积复合等方式处理后而形成的具有导电功能的多相但是由于碳纳米管径向的纳米级尺寸和高的表面能[1210]复合体系。该体系既具有导电功
7、能,又具有高导致其在聚合物中容易团聚,分散性较差,不仅降分子材料本身的许多优异特性,可以在较大范围内低了碳纳米管的有效长径比,还影响了其在高分子根据需要调节材料的电学和力学性能,已在电子、基材中导电网络的形成,限制了碳纳米管作为增强[16220]通信、热控、能源等行业中得到了广泛的应用。目和导电填料的应用。对碳纳米管进行表面修饰前所采用的导电填料有固体金属粒子、炭黑、碳纤是提高碳纳米管分散性能以及与基体的界面相互作[21227]维、碳纳米管等,特别是碳纳米管的开发应用,在用的有效途径。复合导电高分子领域发挥了巨大的作用,大大降
