聚酰胺6微球的制備及其在隔離型導(dǎo)電復(fù)合材料中的應(yīng)用.pdf

1、傳統(tǒng)的導(dǎo)電復(fù)合材料(CPCs)往往需要加入較多的導(dǎo)電填料才能獲得令人滿意的導(dǎo)電性能，而這會(huì)使CPCs的加工性能和力學(xué)性能下降，限制了CPCs的應(yīng)用。在CPCs中構(gòu)建隔離結(jié)構(gòu)能夠顯著的降低滲流閾值并提高導(dǎo)電性。這種以聚合物粒子和導(dǎo)電填料組成的隔離型導(dǎo)電復(fù)合材料(S-CPCs)在電磁屏蔽、傳感器、半導(dǎo)體等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用價(jià)值。目前，多種聚合物基體已被用于制備S-CPCs。然而，聚酰胺(PA)基隔離型復(fù)合材料的相關(guān)研究鮮有報(bào)道，這主要受限

2、于傳統(tǒng)方法制備的聚酰胺粉末粒徑分布寬、形狀無規(guī)則且工藝繁瑣。因此，本文基于制備高性能聚酰胺基S-CPCs，首先利用己內(nèi)酰胺(CL)/聚苯乙烯(PS)體系在陰離子原位聚合過程中出現(xiàn)的相反轉(zhuǎn)現(xiàn)象制備了PA6微球，并探討了不同因素對(duì)于相反轉(zhuǎn)過程的影響。通過“機(jī)械共混-模壓”法制備了石墨/聚酰胺和還原氧化石墨烯/聚酰胺復(fù)合材料，研究了不同加工參數(shù)（溫度、壓力）、填料種類、聚合物粒子尺寸和氧化石墨烯的還原程度對(duì)導(dǎo)電復(fù)合材料電性能和微觀相形態(tài)的影響

3、，期望實(shí)現(xiàn)制備具有優(yōu)異電性能的隔離型聚酰胺導(dǎo)電復(fù)合材料。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)對(duì)原位PA6/PS合金的形貌研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PS含量很低時(shí)，體系發(fā)生相反轉(zhuǎn)，由“PS分散相”轉(zhuǎn)變?yōu)椤癙A6分散液滴相”，這是PS與PA6之間存在大的粘彈性差異、動(dòng)力學(xué)不對(duì)稱所致?；谙喾崔D(zhuǎn)現(xiàn)象制備了一系列粒徑單分散的PA6微米球。
　　(2)加工條件對(duì)復(fù)合材料的微觀相形貌和電性能有很大的影響。復(fù)合材料的強(qiáng)度隨著模壓溫度的升高而增大，但電性能卻顯

4、著下降。在低溫下，聚合物粒子未完全熔融，界面相互作用較弱。而在高溫下，導(dǎo)電填料遷移至聚合物基體內(nèi)部，破壞了隔離結(jié)構(gòu)。模壓的壓力越大使得復(fù)合材料的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更加密實(shí)，導(dǎo)電性能有一定提升但不明顯。此外壓力的提高可以使界面處的孔洞數(shù)量減少。
　　(3)干混法比溶液共混法制備的導(dǎo)電復(fù)合材料具有更低的滲流閾值，這是因?yàn)樘盍显谇Щ爝^程中容易團(tuán)聚，減小了填料之間的距離。在含量較少的情況下，有效導(dǎo)電通路的密度要高于溶液共混體系。
　　(4)通

5、過Hummers法制備了氧化石墨烯，F(xiàn)TIR、XRD表明GO已被成功氧化，AFM結(jié)果表明氧化石墨烯片層間厚度保持在1～1.2nm左右。利用兩種不同的還原方法對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行還原，XPS結(jié)果表明化學(xué)還原的程度要高于200℃下原位熱還原。
　　(5)原位熱還原法制備的熱還原氧化石墨烯(TRGO)/PA6復(fù)合材料逾滲值比化學(xué)還原法制備的化學(xué)還原氧化石墨烯(CRGO)/PA6復(fù)合材料低。一方面是由于氧化石墨烯在原位熱還原過程中熱分解，縮短