本文關(guān)鍵詞：聚乳酸導(dǎo)電復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　出處：《揚(yáng)州大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 聚乳酸 炭黑 碳納米管 碳纖維 填充導(dǎo)電復(fù)合材料

【摘要】：聚合物復(fù)合材料(特別是納米復(fù)合材料)具有向高性能和多功能材料發(fā)展的潛力,近年來(lái)備受研究者青睞。其中,導(dǎo)電高分子復(fù)合材料憑借其易于加工、可調(diào)節(jié)性好等優(yōu)點(diǎn),成為材料科學(xué)領(lǐng)域近些年來(lái)研究的熱點(diǎn)。導(dǎo)電高分子復(fù)合材料之所以具有良好的導(dǎo)電性能,主要源于內(nèi)部構(gòu)架良好的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人們一般通過(guò)增加導(dǎo)電填料含量獲得高導(dǎo)電性能的復(fù)合材料,可是這種方法易破壞材料的加工性能和力學(xué)性能。因此,研究的重點(diǎn)是選用某種合理的方法,既能減少導(dǎo)電填料的填充量又能控制導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。本文采用熔融共混的方法制備了聚乳酸(PLA)導(dǎo)電復(fù)合材料,并通過(guò)形貌表征和導(dǎo)電性能測(cè)試等研究了不同導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形態(tài)及導(dǎo)電行為,明確了影響PLA導(dǎo)電復(fù)合材料導(dǎo)電性能的因素；在此基礎(chǔ)上,通過(guò)研究PLA導(dǎo)電復(fù)合體系的形態(tài)與加工工藝或本體性質(zhì)之間的關(guān)系,最終實(shí)現(xiàn)高電導(dǎo)率高性能的目標(biāo)。(1)采用熔融共混的方法制備了碳納米管(CNT)與炭黑(CB)復(fù)配填充PLA復(fù)合材料,并探討了CNT含量對(duì)PLA/CB復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響。研究表明,復(fù)合材料的電導(dǎo)率隨CNT含量的升高而增大,并且少量CNT的加入即可大幅提高復(fù)合材料的導(dǎo)電性能；拉伸和沖擊測(cè)試結(jié)果表明,CNT增強(qiáng)PLA/CB復(fù)合材料較單獨(dú)CNT或CB增強(qiáng)PLA復(fù)合材料具有更好的拉伸和沖擊強(qiáng)度；此外,加工工藝對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性能也具有一定的影響；(2)為了揭示第三組分PCL的加入對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響,制備了不同CF含量的PLA/CF/PCL復(fù)合材料。研究結(jié)果表明,PCL相移動(dòng)焊接到CF表面,CF含量對(duì)PCL-CF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響很大,若CF含量較少將不足以形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。另外,CF表面形態(tài)也是影響復(fù)合材料的導(dǎo)電性能的關(guān)鍵因素之一,PCL移動(dòng)到CF交叉點(diǎn)上的數(shù)量是其中比較重要的因素。自焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成大大提高了復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能,而焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成主要源于CF與PCL間的作用力。總之,CF的選擇性分布主要源于界面張力與聚合物間的粘度比,一般具有較低粘度的PCL相以及PLA相與PCL相粘度比差異較大的復(fù)合體系具有更加穩(wěn)固的焊接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；(3)采用模壓發(fā)泡及高壓釜內(nèi)發(fā)泡兩種方法制備了PLA發(fā)泡材料,并對(duì)其形態(tài)進(jìn)行表征。結(jié)果表明,高壓釜內(nèi)發(fā)泡法在控制泡孔形態(tài)方面占據(jù)優(yōu)勢(shì),進(jìn)而探討了高壓釜內(nèi)發(fā)泡法制備PLA發(fā)泡材料的過(guò)程中飽和壓力及飽和時(shí)間對(duì)泡體泡孔結(jié)構(gòu)的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試的結(jié)果表明,泡孔平均直徑隨著飽和壓力的增加而減小,而泡孔密度與體積膨脹率表現(xiàn)出截然相反的趨勢(shì)；但是隨著飽和時(shí)間的延長(zhǎng),平均泡孔直徑先減小后增大。而PLA/CB發(fā)泡材料較純PLA材料具有更小的泡孔密度與泡孔直徑,主要由于CB填料起到異相成核劑的作用,促進(jìn)了泡孔的形成。進(jìn)一步對(duì)PLA/CB發(fā)泡材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn),PLA/CB發(fā)泡材料在低CB填充量即可改善復(fù)合材料的導(dǎo)電輕質(zhì)性能,大大拓寬了材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332

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