拉伸应变下镍包碳纤维填充导电橡胶取向及电阻响应

导电橡胶因其超高的弹性和良好的导电性而在柔性电子材料领域受到广泛关注。受载时导电填料重新排列会产生相应的电阻变化。本研究选取镍包碳纤维(Nickel coated carbon fiber,CF-Ni)填充于基胶聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)中制备导电橡胶。基于MATLAB平台,观察了导电橡胶中CF-Ni纤维的静态分布,并构建了纤维取向率的计算方法;随后施加动态应变载荷,选用3D打印的样品,在拉伸应变下,对其进行了纤维在胶体中取向变化的同步观察。结果表明:CF-Ni纤维沿拉伸应变方向发生偏转,最大偏转角度可达20°;CF-Ni纤维的取向分布及拉伸应变下纤维的偏转会对导电橡胶的电学性能产生影响,在60%的应变量下,CF-Ni/PDMS表面电阻最大变化为600%。导电橡胶电阻对拉伸应变载荷的响应为CF-Ni/PDMS用于制备柔性传感器奠定了基础。

镍包碳纤维填充导电橡胶薄膜的制备及性能

采用喷涂法制备了镍包碳纤维(CF@Ni)填充型柔性导电橡胶薄膜,探究了球形Ni粉颗粒对导电橡胶流动性及导电性的影响,研究了导电CF@Ni/橡胶薄膜的抗折叠性能以及薄膜与铝合金基体之间黏附强度。结果表明:以CF@Ni为主掺杂少量球形Ni的复合填料所制备的导电橡胶薄膜,电阻率在10-1Ω·cm级别;且随Ni粉增加,其电阻率不发生显著变化,但液态导电CF@Ni/橡胶流动性明显提高;喷涂获得的薄膜在0.2 MPa压力经100次折叠周期后,其导电性无明显下降;喷涂薄膜与铝合金基体之间的黏附强度约为0.219 MPa。所制备的导电CF@Ni/橡胶薄膜具有良好的导电性和抗折叠性能,导电橡胶薄膜中CF@Ni起主要导电作用,球形Ni粉不影响薄膜导电性,但在喷涂过程中有"润滑"作用,提高了喷涂效率。