超声分散法制备碳纳米管/云母复合导电粉研究

来源 :中国科学院成都有机化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kuyedie222
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本文采用超声分散法制备了碳纳米管/云母(MWCNTs/mica)复合导电粉。首先将碳纳米管分散在水中形成MWCNTs悬浮液,将粒度小于15μm的白云母粉用聚乙烯醇或聚丙烯酰胺进行修饰,然后再分散在水中形成云母粉悬浮液。将MWCNTs悬浮液滴加到云母粉悬浮液中,搅拌下混合,混合完成后静置,使MWCNTs吸附在云母表面。MWCNTs/mica在混合液中沉淀析出,过滤后得到复合导电粉。采用751G紫外分光光度计、SEM、XRD、EM-Ⅱ多功能体积电阻率测试仪等分析测试手段来评价MWCNTs的分散效果及复合导电粉的导电性能。   针对MWCNTs相互缠绕,在溶剂中难于分散的特点,以水作分散介质,对影响MWCNTs分散的各种因素如分散剂种类、分散剂用量、超声时间和功率、分散介质进行了详细研究。研究结果表明,分散剂、超声震荡处理均能明显改善MWCNTs在水中的分散效果。在分散剂与MWCNTs的质量比超过1∶1时,MWCNTs在水中能取得较好的分散效果。而延长超声时间和增大超声功率同样有利于MWCNTs的分散。研究还发现,当超声时间由5min延长至20min后,MWCNTs悬浮液的紫外吸收强度由0.94增加到1.69,吸收强度提高80%,表明MWCNTs得到更好地分散。   聚合物对云母的修饰在复合导电粉的制备过程中起了重要作用。结果表明,在MWCNTs含量为1.0wt%时,若不使用PVA对云母进行处理,复合导电粉的体积电阻率为2.0×104Ω·cm,而云母经过PVA处理后,复合导电粉的体积电阻率降低到86.6Ω·cm。   用MWCNTs、气相生长碳纤维(VGCF)以及乙炔黑(AB)三种不同材料作导电填料制备了复合导电粉,通过对比复合导电粉的导电性能发现,由于MWCNTs长径比大,直径小,容易形成导电通路,使得MWCNTs/mica复合导电粉的体积电阻率最小,导电性能最好。结果表明,当MWCNTs含量为3.0wt%时,MWCNTs/mica复合导电粉的体积电阻率可达4.7Ω·cm。
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