Page 83 - 《橡塑技术与装备》2022年10期
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材料与配方 康永·碳纳米管 / 聚乙烯醇复合材料电磁屏蔽性能研究
面活性剂在碳纳米管表面层形成了饱和吸附 , 再增大 阈值后，由于导电网络已经形成，再增大碳纳米管用
表面活性剂的浓度 , 表面张力不再降低 , 只能增多胶束 , 量，对电阻率的影响很小。
而胶束的增多甚至会争夺表面层的活性剂分子而使碳 2.6 不同质量分数的多壁碳纳米管 / 聚乙烯
纳米管稳定性下降。与此同时，由于十二烷基苯磺酸 醇复合材料膜的力学分析
钠的摩尔浓度逐渐增大，其吸波性能依旧符合实验原 图 6 为共混膜的拉伸实验结果。从图 6 可以看出，
理，据此可以证明十二烷基苯磺酸钠对碳纳米管的吸 碳纳米管的加入使得的拉伸强度提高，断裂伸长率下
光度没有影响。 降，复合材料的性能不仅取决于复合体系自身的特点，
也取决于填料在基体中的分布方式及其与基体之间界
面的黏结状态，碳纳米管与聚乙烯醇之间具有强烈的
相互作用，这种相互作用可以提高碳纳米管与聚乙烯
醇的相容性，使得碳纳米管在聚合物基体中分散得很
相对均匀，这样可以有效地阻止来自各个方向的裂纹，
从而提高复合材料膜的断裂强度，断裂伸长率明显下
降是由于碳纳米管的加入使聚乙烯醇分子运动能力受
到束缚造成的，见表 7。
表 7 不同质量分数的多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇膜断裂伸
长率及断裂强度
复合膜中多壁碳纳米管的质量 断裂伸长率 /% 断裂强度 /MPa
分数 /%
0 276.65 44
5.88 261.12 49
8.57 253.10 53
图 4 十二烷基磺酸钠的用量对碳纳米管分散的影响
11.11 210.20 62
13.51 200.51 69
2.5 多壁碳纳米管 / 聚乙烯醇复合材料膜的
导电性能
图 5 为采用溶液共混制备的 复合材料表面电阻率
随碳纳米管含量变化的关系曲线。
图 6 多壁碳纳米管对复合材料断裂伸长率以及断裂强力
图 5 复合材料的电阻率与多壁碳纳米管含量的关系 的影响
由图 5 可以看出，在复合体系中出现了明显的渗 2.7 不同含量的多种多壁碳纳米管 /PVA 复
滤现象。在碳纳米管含量很低时，复合材料的表面电 合材料的偏光图
阻率基本不发生变化或变化非常小，材料仍为绝缘性； 图 7、8、9、10 是不同含量的多种多壁碳纳米管
随着碳纳米管含量的增大，电阻率逐渐下降，在达到 /PVA 复合材料的荧光光谱仪拍下的图片。
渗滤阈值附近，电阻率突然急剧下降几个数量级，转 如上图 7、8、9、10 我们可以发现 ：图中深色部
变为导电性材料，说明此时碳纳米管在复合体系中已 分为多壁碳纳米管 , 浅色部分为 PVA，从图中可以看
形成连续的导电通路或网络 而碳纳米管含量超过渗滤 到，碳纳米管之间经过分散处理可以达到分散的效果，
年
2022 第 48 卷 ·33·
