碳纳米管在热塑性聚氨酯中的交替多层分布及退火处理对复合材料导电性能的影响

利用微层共挤出技术制备了不同层数的热塑性聚氨酯(TPU)和碳纳米管(CNT)填充TPU交替多层复合材料,分别研究了层结构和退火处理对复合体系导电性能的影响。结果显示,在相同粒子填充量下(4%)、低层数(低于64层)样品的体积电阻率均小于TPU/CNT普通共混样,说明导电粒子在聚合物基体中的选择性多层分布更有利于相互搭接形成导电通路。但是,随着层数的增加,层叠作用逐渐破坏导电层中原本连续的粒子网络。当层数达到128层时,电阻率超过共混体系。对多层样品分别在40℃、60℃和80℃下退火1 h,层数高的样品电阻的下降幅度更大,且退火温度越高,趋势越显著。分析认为,在高温下聚合物分子链更容易发生松弛回复,提高了导电粒子在基体中的搭接几率,使导电网络更易实现重构,这为多层体系电学相关性能的改善提供了新的途径。

TPU/EVA/CNT双逾渗导电复合材料的制备和性能

利用熔融共混法制备了以热塑性聚氨酯(TPU)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体,碳纳米管(CNT)为填料的导电复合材料,并研究了加料方式、组分比和CNT含量对复合材料电性能与力学性能的影响。研究表明,CNT会优先选择分散在TPU相中,并且随着EVA含量增加,电性能呈现先增加后降低的趋势。当TPU和EVA质量比为45/55,采用TPU先与CNT共混,再与EVA熔融共混时,体系电性能最佳。此时TPU/CNT-EVA复合材料的逾渗阈值仅为1.42%(质量分数),比TPU/CNT和EVA/CNT分别降低了25%和52%。而力学性能研究表明,随着CNT含量的增加,复合材料的力学性能变差。