多层铺叠法制备石墨∕酚醛树脂导电复合材料.pdf

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1、机械工程师MECHANICALENGINEER吴海华，柳宁，董小阳。吴朝。魏正英(三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室，湖北宜昌443002摘要：为了降低导电复合材料渗滤阈值，协调好力学性能与导电性能，文中采取-；re多层铺叠成型工艺制备综合性能较佳的石墨／酚醛树脂导电复合材料。经研究发现：与传统的溶液混合模压成型方法相比，采取多层铺叠成型工艺渗滤闻值相对较低，此外这种复合材料的导电率随着层单元厚度减小而增大。关键词：石墨：酚醛树脂：导电复合材料；多层铺叠成型；电导率中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：1002—2

2、333(2016)12—0008—04FabricationofGraphite／PhenolicResinConductiveCompositeUsingMultilayerStackMoldingProcessWUHaihua，LIUNing，DONGXiaoyang，WUZhao，WEIZhengying(HubeiKeyLaboratory,ofHydroelectricMachinery,Design＆Maintenance，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)Abs

3、tract：Toreducetheconductivecompositeseepagethreshold，andcoordinatemechanicalpropertiesandelectricconductivity，thispaperappliesamultilayerstackmoldingprocesstofabricatebettercomprehensivepropertiesgraphite／phenolicresinconductivecompositematerials．Researchindicatesthatpe

4、rcolationthresholdofmulti-layerpavingstackmoldingprocessisrelativelylowerthanthetraditionalsolutionofmixedmoldingmethod．Theconductivityofthiskindofthecompositematerialsincreaseswiththedecreaseofthelayercellthickness．Keywords：graphite；resin；conductivecomposites；manufactu

5、ringbystackedlayercell；electricalconductivity0引言作为一种新型功能性材料，填充型导电复合材料在电子电器、汽车、生命科学、航空航天、军事、光学、能源、纳米技术等各个领域的广泛应用，已引起各国科学家及企业家的高度关注[1-2]。目前，填充型导电复合材料正朝着高导电性、多功能化的方向发展，即在获得高导电性同时又保留聚合物诸多优异特性，如力学性能、耐腐蚀、耐高温及柔性等。其中如何降低导电复合材料的渗滤阈值、减少填料用量，在保证导电性能的同时提高材料的力学性能、降低生产成本是主要研究方向。当前导电复

6、合材料的制备工艺方法主要有熔融共混【3]、溶液混合【4]、共聚等，根据填充型复合材料导电机理的研究基础，导电复合材料的导电率在一定导电填料浓度范围内的变化是不连续的，当导电填料含量达到一定值时，导电粒子在有机基体中才会相互接触，形成导电网络，电导率才会发生突变。这是由于导电填料为无机物材料，其本身与聚合物基体之间连接力太弱，同时由于导电填料在聚合物中是杂乱无章地分散，很难保证分散均匀性，无机物填料形成的导电通路如同数量众多且相互贯通的裂纹布满整个体系，对聚合物基体产生较大的割裂和破坏作用，使得导电聚合物的力学性能恶化。采用上述几种工艺

7、方法，要赋予复合物较高的导电性能需要较大的填充量，而导致复合物的成型加工性能和力学性能变差，同时也增加了成本。国内外研究者们发现，通过选择径厚比较大的材料基金项目：湖北省科学技术厅自然科学基金一般项目(2014CFB678)作为导电填料或者将导电填料有序化排列可降低渗滤阈值，提高导电复合材料的综合性能。如陈国华㈣等提出采用高度取向的纳米石墨微片作为导电填料，由于纳米石墨微片的直径(10—20“m)和厚度(约50nm)比值比较大，具有较高的形状比，在开炼机薄通剪切力的作用下，纳米石墨微片有序排列，制备出导电性能及力学性能兼具的复合材料。

8、许向彬、张洪艳【10】、Bauhofer等[11-13】提出通过外加电场，使具有高形状比的纳米石墨微片在电场中受电场极化作用产生双重扭力矩，在电场方向上克服树脂基体的黏滞作用发生取向，由开始的随机分布状态转为有序取向，最