聚乳酸導電復合材料的結構設計.pdf

1、聚合物復合材料（特別是納米復合材料）具有向高性能和多功能材料發(fā)展的潛力，近年來備受研究者青睞。其中，導電高分子復合材料憑借其易于加工、可調節(jié)性好等優(yōu)點，成為材料科學領域近些年來研究的熱點。導電高分子復合材料之所以具有良好的導電性能，主要源于內部構架良好的導電網(wǎng)絡結構。人們一般通過增加導電填料含量獲得高導電性能的復合材料，可是這種方法易破壞材料的加工性能和力學性能。因此，研究的重點是選用某種合理的方法，既能減少導電填料的填充量又能控制導電

2、網(wǎng)絡結構的形成。
　　本文采用熔融共混的方法制備了聚乳酸(PLA)導電復合材料，并通過形貌表征和導電性能測試等研究了不同導電網(wǎng)絡結構的形態(tài)及導電行為，明確了影響PLA導電復合材料導電性能的因素;在此基礎上，通過研究PLA導電復合體系的形態(tài)與加工工藝或本體性質之間的關系，最終實現(xiàn)高電導率高性能的目標。
　　(1)采用熔融共混的方法制備了碳納米管(CNT)與炭黑(CB)復配填充PLA復合材料，并探討了CNT含量對PLA/CB復合

3、材料電導率的影響。研究表明，復合材料的電導率隨CNT含量的升高而增大，并且少量CNT的加入即可大幅提高復合材料的導電性能;拉伸和沖擊測試結果表明，CNT增強PLA/CB復合材料較單獨CNT或CB增強PLA復合材料具有更好的拉伸和沖擊強度;此外，加工工藝對復合材料的導電性能也具有一定的影響;
　　(2)為了揭示第三組分PCL的加入對復合材料導電網(wǎng)絡結構的影響，制各了不同CF含量的PLA/CF/PCL復合材料。研究結果表明，PCL相移

4、動焊接到CF表面，CF含量對PCL-CF網(wǎng)絡結構影響很大，若CF含量較少將不足以形成網(wǎng)絡結構。另外，CF表面形態(tài)也是影響復合材料的導電性能的關鍵因素之一，PCL移動到CF交叉點上的數(shù)量是其中比較重要的因素。自焊接網(wǎng)絡結構的形成大大提高了復合材料的導電性能和機械性能，而焊接網(wǎng)絡結構的形成主要源于CF與PCL間的作用力?？傊珻F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

5、復合體系具有更加穩(wěn)固的焊接網(wǎng)絡結構;
　　(3)采用模壓發(fā)泡及高壓釜內發(fā)泡兩種方法制備了PLA發(fā)泡材料，并對其形態(tài)進行表征。結果表明，高壓釜內發(fā)泡法在控制泡孔形態(tài)方面占據(jù)優(yōu)勢，進而探討了高壓釜內發(fā)泡法制備PLA發(fā)泡材料的過程中飽和壓力及飽和時間對泡體泡孔結構的影響。掃描電子顯微鏡(SEM)測試的結果表明，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;但是隨著飽和時間的延長，平均泡孔直徑先減小后增