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塑料工业
第44卷第5期
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CHINA PLASTICS INDUSTRY
2016年5月
碳纳米纤维在制备导电复合高分子材料中的应用“
辛明亮,李茂东,许凯2,邢玉秀,杨波,喻文
1.广州特种承压设备检测研究院、广东广州510663;2.中国科学院广州化学研究所,广东广州510650)
摘要:利用碳纳米纤维(CNF)与普通聚合物复合制备高性能化、功能化高分子复合材料在工业界和学术界引起
广泛兴趣,然而关于利用CNF和通用高分子材料制备导电高分子材料依然面临一系列问题,主要包括:CNF表面修
饰、CNF在基体材料分散控制、CNF逾渗值过高、表面修饰和分散程度的关系等。现研究热点放在研究功能化CNF
的分散形态以及结构、形态与导电性能之间的关系,建立相关的导电物理模型,探讨相关导电机理。
关键词:碳纳米纤维;?电高分子材料;复合材料
doi:10.3969/j.iss.1005-5770.2016.05.002
中图分类号:TQ314.269
文献标识码:A
文章编号:1005-5770(2016)05-0006-04
Application of Carbon Nanofibers in the Electrical Conductive Polymer Composites
XIN Ming-liang', II Mao-dong, XU Kai*, XING Yu-xiu, YANG Bo, YU Wen
( 1. Guangzhou Special Pressure Equipment Inspection and Researh Institute, Guangzhou 51063, China
2. Guangzhou Institute of Chemistry, Chinese Academy of Science, Guangzhou 510650, China)
Abstract: To prepare high-performance and functional polymer composit
ommon polymer ane
carbon nanofibers(CNFS has aroused widespread interest in industry and academia. However, the
preparation of conductive polymer materials from CNPS and general polymer is still facing a series of problems
mainly including NF sur ace modification, CNFS in decentralized control, excessively high CNF
percolation value, relationship between surface modification and dispersion degree, and so on. The paper
foeused on the research of the dispersion morphology and structure of functional CNES and the relationshi
between the morphology and the conductivity. And the physical model was built, and the relevant conductive
mechanism was discussed
Keywords: Carbon Nanofibers; Electrical Conductive Polymer; Composite Materials
碳纳米纤维(CNF)同碳黑(CB)、碳纳米管径比、热导率也介于二者之间,拉伸强度与CF相
(CNT)、碳纤维(CF)等都是元素碳的同素异形体,当,三者体积电阻率都约为10-3~10492?cm?。据
由于它们具有优良的导热、导电、耐候、耐化学等特美国 Cheap Tubes公司的报价,9%纯度CNT价格介
性,且具备优异的拉伸强度(CB除外)”,因此,于17100~1750美元/kg脚;而根据 Barcena等?
利用其这些特性,使之与普通高分子复合,制备高性报道,CNF约为200美元/kg,而且随着CNF生产技
能化、功能化聚合物复合材料吸引了学术界和工业界
术的日趋成熟和规模生产效应,其价格还有进一步下
广泛关注;且开展大量相关研究工作,分布在力学增
强、电磁防护、导电、导热、温敏、气敏、压敏j降的趋势。因此,在取代CNT和CF而应用于制备聚
等领域。
合物复合材料,CNF具有潜在的能力和经济优势
1CNF维制备方法
尽管,关于CNF聚合物体系的研究时有报道,但相
CNF是由碳氢化合物(如天然气、乙炔、苯等)对于CN的报道数量,依然显得非常少。因此,有
在金属或合金催化剂表面催化化学气相沉淀而生成,必要进一步开展CNF相关的研究工作,使其取代
又称气相增长CNF。直径介于CNT(1-50m)和CNT、CB、CF在某些方面的应用,或者利用其和
CF(5~10um)之间,约为5~200nm;同样,长CNT结构的相似特性,在某些研究中代替CNT,为
*广州市科技计划项目(201504300806303,201509010017),广东省省级科技计划项目(2014B040404058)
作者简介:辛明亮,主要从事塑料管道材料研发与检测技术的研究。xdmingliang@126.com