PE-UHMW／GNPs导电复合材料的制备和表征.pdf

第42 卷，第8 期 工 程 塑 料 应 用 Vol.42 ，No.8 26 2014 年8 月 ENGINEERING PLASTICS APPLICATION Aug. 2014 doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2014.08.006 PE-UHMW ／GNPs 导电复合材料的制备和表征 谷敬凯，季铁正，张教强，李萍，刘欢，陈婷 ( 西北工业大学理学院应用化学系，西安 710129) 摘要：采用超声溶液分散法制备出超高分子量聚乙烯／石墨烯(PE-UHMW ／GNPs) 导电复合材料，研究了该材 料的导电渗流行为和阻-温特性。研究发现，PE-UHMW ／GNPs 导电复合材料的导电渗流阈值为3.8% ，即当导电 填料在体系中的质量分数达到3.8% 时，材料内部逐渐形成较为完善的导电网络，从而实现其导电特性。研究和探讨 了PE-UHMW ／GNPs 导电复合材料的正温度系数(PTC) 效应和负温度系数(NTC) 效应。研究发现，PE-UHMW ／ GNPs 导电复合材料的PTC 效应会随着GNPs 含量的增加逐渐增强，当导电填料GNPs 的添加量达到3.8% 时，通过 阻-温曲线可以观察到，PE-UHMW ／GNPs 导电复合材料具有最大的PTC 强度和相对较低的室温体积电阻率。场 发射扫描电子显微镜分析结果表明，GNPs 和PE-UHMW 之间的相互作用会随着热循环次数的不同而发生变化，最 终会影响到材料的PTC 效应。 关键词：石墨烯微片；超高分子量聚乙烯；正温度系数效应；重复性；导电渗流阈值 中图分类号：TQ325.1+2 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2014)08-0026-05 ／ Preparation and Characterization of PE-UHMW Graphene Nanoplatelets Conductive Composites Gu Jingkai ，Ji Tiezheng ，Zhang Jiaoqiang ，Li Ping ，Liu Huan ，Chen Ting (Department of Applied Chemistry ，Northwestem Polytechnical University ，Xi ’an 710129 ，China) Abstract ：Ultra-high molecular weight polyethylene (PE-UHMW) ／graphene nanoplatelets (GNPs) conductive composites with a segregated structure was fabricated using ethanol-assisted dispersion. A percolation threshold of 3.8% was achieved because the conductive network was formed to realise electrical conductivity. The positive temperature coefficient (PTC) and negative temperature coefficient (NTC) effects of PE-UHMW ／GNPs conductive composites was investigated. The results show that PTC behavior enhance with increasing GNPs content but this is not always the case. The maximum PTC effect is observed in PE-UHMW ／GNPs conductive composites (GNPs is 3.8%) with relat