低剪切混合方法制备炭黑聚丙烯纳米复合材料及其电性能研究.pdf

第 期 高 分 子 学 报 1 No . 1 年 月 2009 1 ， ACTA POLYMERICA SINICA Jan . 2009 低剪切混合方法制备炭黑 聚丙烯纳米复合材料及其电性能研究! ! 李 尉 刘正英 冯建民 杨鸣波!! （四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室 成都 610065 ） 摘 要 采用一种在低剪切应力场下纳米复合材料的加工方法，制备得到纳米炭黑（ ）粒子在聚丙烯（ ） CB PP 中以纳米尺度分散的聚合物导电复合材料 扫描电镜观察表明 粒子在纳米复合材料中以纳米尺度存在， . CB 并均匀的分布在 基体中 电性能测试发现，通过这种低剪切混合方法得到的纳米复合材料具有非常低的导 PP . 电逾渗阈值（ ）和较高的临界电阻指数（ ），很大的偏离了普适逾渗理论 基于隧道逾渗模 ! = 2 .49 Voi % = 5 .82 . c 型对体系的电导率进行了模拟，并对 的分散状态与导电网络的关系进行了分析 发现当纳米 粒子以纳 CB . CB 米尺度分散于基体中时，并不遵从接触导电机理，而是隧道逾渗机理在CB/PP 纳米复合材料中起主导作用. 关键词 炭黑，纳米复合材料，导电，隧道逾渗模型 在聚合物基体中掺入导电填料（如炭黑 粒子在悬浮液中已经没有团聚结构，其与聚合物 （ ）、碳纳米管、石墨、金属粉末等）可以制成导 熔体混合时不需要较强的剪切作用使之分散，因 CB 电聚合物复合材料（ ， 此也称这种在较低剪切应力下（平均剪切速率 conductiVe poiymer composites ［ ］ ［ ］ 1 ~ 5 - 1 、平均剪切应力 13 ）混合聚合物 简称 ） 通常 的电导率会随导电填料 100 s 20 MPa CPC . CPC 含量的增加发生非线性变化，当填料含量达到一 与纳米粒子的方法为柔和方法（ miid biending 定值时，导电填料在聚合物基体中会形成连续的 ）实验证明该方法可以将纳米碳酸钙以纳 method . 导电通路，称为导电逾渗网络，此