湿敏性碳纳米管在聚氯乙烯抗静电复合材料中的研究与应用

发布时间：2019-08-03 17:02

【摘要】：利用碳纳米管(CNTs)与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的吸附作用,制得具有湿敏特性的CNTs,并通过红外光谱分析和热失重分析确定其组成;将其作为抗静电剂加入到聚氯乙烯(PVC)中,通过模拟潮湿环境研究其湿敏特性对PVC/CNTs复合材料体积电导率的影响规律。结果表明,CNTs的有机化改性可降低其在复合材料中的逾渗阈值;当CNTs添加量为4%(质量分数,下同)时,经过潮湿处理的PVC复合材料的电导率可升高4个数量级。
【图文】：

Ｖ逦ｆ￣Ｔ＾３逦略高，这是因为ＣＴＡＢ本身作为非导电性物质，在逡逑Ｉ逦ＣＮＴｓ表面增大了粉末样品内部的接触电阻所致。样逡逑品经过湿气环境处理后，，Ａ－ＣＮＴｓ样品的电阻率基本逡逑４０００邋３５００邋３０００邋２５００邋２０００邋１５００邋１０００邋５００逦维持不变，而邋ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ邋样品由于邋ＣＴＡＢ邋的吸水逡逑锁水效果，使得电阻率显著下降。因此验证了邋ＣＮＴｓ逡逑１－Ａ－ＣＮＴｓ邋２－ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ邋３－ＣＴＡＢ逦表面修饰邋ＣＴＡＢ邋后获得了湿敏特性。逡逑图１邋ＣＮＴｓ酸化后及ＣＴＡＢ修饰后的ＦＴＩＲ谱图逡逑Ｆｉｇ．邋１邋ＦＴＩＲ邋ｓｐｅａｔｒａ邋ｏｆ邋Ａ－ＣＮＴｓ，邋ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ邋ａｎｄ邋ＣＴＡＢ逦表邋１邋ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ邋样品在干燥和湿气逡逑环境下的电阻率逦ｆｔ邋？邋ｃｍ逡逑２．邋２邋ＣＮＴｓ邋表面修饰邋ＣＴＡＢ邋样品的邋ＴＧ邋分析逦Ｔａｂ．邋１邋Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ邋ｏｆ邋ＣＴＡＢ＂ＡＣＮＴＳ邋ｓａｍｐｌｅｓ邋ｉｎ逡逑图２为不同样品的在氮气气氛下的ＴＧ曲线。可逦ｄｒｙｉｎｇ邋ａｎｄ邋ｍｏｉｓｔｕｒｅ邋ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ逦Ｈ邋？邋ｃｍ逡逑以看出，温度在２００邋°Ｃ以下时，Ｐ－ＣＮＴｓ、Ａ－ＣＮＴｓ均有逦导电剂逦吸水前逦吸水＾逡逑少量失重，这是由于ＣＮＴｓ中少量小分子有机杂质引逦Ａ－ＣＮＴｓ逦0．邋１０４逦０．１００逡逑起的。样品邋ＣＴＡＢ￣ＰＣＮＴＳ邋和邋ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴＳ邋在逦ｃｔａｂ－ａｃｎｔｓ逦ａｍ逦0．0７７逡逑ｌ00｜Ｓｒ—逦逦邋１００ｃ逡逑＼、逦｜邋９８．８％逦＼邋Ｊ逦ｙ９７．７％＾＾逡逑＿＿苎逦逦？逦＼逦３逡逑

湿敏性碳纳米管在聚氯乙烯抗静电复合材料中的研究与应用

？邋２２邋．逦湿敏性碳纳米管在聚氯乙烯抗静电复合材料中的研究与应用逡逑３５００邋ｃｍ—１范围内宽泛的吸收峰可得，经过酸化后的邋２００邋Ｘ：以下的失重是由于样品存在物理和化学吸附水逡逑ＣＮＴｓ表面含有少量的羧基基团。分析用ＣＴＡＢ样品逦及ＣＮＴｓ引起的；温度在２００？５５０＇Ｃ以上时两者表现逡逑的曲线得知在２９１８、２８４８邋ｃｎＴ１处为一ＣＨ２—的对称和逦出相同的失重趋势，主要归因于ＣＴＡＢ分子的分步分逡逑反对称振动伸缩峰，在２９５６邋ｍＴ１处为一０＾３的反对称逦解所致。根据图２中曲线出现的平台计算ＣＴＡＢ－ＰＣ－逡逑伸缩峰，的峰为一ＣＨ３的对称和反对逦ＮＴｓ样品中ＣＮＴｓ表面ＣＴＡＢ的吸附量为５．邋２邋％，逡逑称弯曲振动。可以看出ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ均出现该类吸收逦ＣＴＡＢ￣ＡＣＮＴｓ样品中ＣＴＡＢ的吸附量为１２．邋９邋％，综逡逑峰，此外，一ＮＨ２和＝ＮＨ的吸收峰在３４９９？３２９９邋ｃｍ—１逦合分析得到，在原始ＣＮＴｓ悬浮分散液中，ＣＴＡＢ分子逡逑区间，与一ＯＨ的吸收峰叠加合，加上少量的水分子中逦与ＣＮＴｓ存在吸附作用，其饱和吸附量为５．２邋％。而逡逑氢键的影响，ＣＴＡＢ￣ＡＣＮＴｓ样品在３２００？３５００邋ｃｎＴ１逦ＣＮＴｓ经酸化后表面得到大量含氧基团，其中的羧基基逡逑处的羟基峰出现明显的宽泛现象，由此可以证明在逦团与阳离子型表面活性剂ＣＴＡＢ分子发生静电吸附作逡逑ＣＴＡＢ－ＡＣＮＴｓ样品中ＣＮＴｓ表面吸附了邋ＣＴＡＢ逦用，增强了邋ＣＴＡＢ分子在ＣＮＴｓ表面的吸附效果，从而逡逑分子。逦使得ＣＴＡＢ的吸附量提高到１２．邋９邋％。逡逑２．邋３邋ＣＴＡＢ修饰ＣＮＴｓ样品吸水前后的电阻率逡逑ＣＮＴｓ表面修饰有阳离子型表面活性
【作者单位】：贵州师范大学材料与建筑工程学院;
【基金】：贵州省科技厅联合基金项目(黔科合LH字[2014]7042号) 贵州省科技创新人才团队建设(黔科合人才团队[2014]4006号)
【分类号】：TQ325.3;TB332

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