本文主要研究内容
作者赵康（2019）在《交替微层PP/MWCNTs导电复合材料制备及性能研究》一文中研究指出：随着信息化时代的到来,各向异性导电高分子复合材料(Anisotropic Conductive Polymer Composites,ACPCs)因其独特的导电特性在国民经济众多领域中有着非常广泛地应用。然而,目前制备ACPCs的方法通常需要特定的加工设备、复杂的制备过程以及高昂的生产成本,并且制得的ACPCs具有导电各向异性强度较低、导电性能差、样品尺寸小等缺点,这极大地限制了 ACPCs的大规模产业化应用。受自然和生活中常见的交替微层结构启发,本文以热塑性聚丙烯(PP)为高分子基体,多壁碳纳米管(MWCNTs)为导电填料,通过“三层吹膜-多层热压”的熔体加工方法制备了具有交替微层结构的PP/MWCNTs片材。综合利用偏光显微镜、三维共聚焦显微镜、扫描电子显微镜等测试方法对微观结构进行了详细研究;采用DSC、TGA、拉伸测试、电导率测试等表征方法系统研究了交替微层结构对复合材料热性能、力学性能、电学性能的影响;分别利用LED集成电路、红外热像仪和有限元数值模拟对复合材料各向异性导电/导热行为进行了宏观监测,以探索其在电路连接、定向导电、热管理等领域的潜在应用。随后,基于以上研究基础,通过“切片”的方法制备了厚度为25 μm的各向异性PP/MWCNTs薄膜(A-PP/MWCNTs),研究了 A-PP/MWCNTs 薄膜对不同有机气体(环己烷、二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯)的敏感响应行为。具体研究内容及主要结论如下:(1)系统研究了复合材料“结构-性能-应用”三者之间的关系,研究结果表明:在热压温度为170℃时,成功制备了PP微层和PPCNTs微层交替排列的多层结构,该交替微层结构中不存在明显的分层、层破裂和相迁移等结构缺陷,具有良好的界面结合性能。交替微层结构赋予了复合材料特殊的层间绝缘(Z方向)、层内导电(X方向)特性,使其在X方向的电导率高达1 S/m,比Z方向的电导率高16个数量级。同时,交替微层结构也显著提高了复合材料的热稳定性和力学性能,打破了力学性能和电学性能之间的相互制约。该交替微层PP/MWCNTs片材在LED集成电路中表现出稳定的电子载流能力和迥异的定向传导能力,此外还具有各向异性导热特性,利用有限元分析对热传导行为进行了数值模拟,为材料的实验表征与理论模拟相结合提供了新思路。(2)对比研究了 A-PP/MWCNTs薄膜和各向同性PP/MWCNTs薄膜(I-PP/MWCNTs)的气敏响应行为,研究结果表明:与I-PP/MWCNTs薄膜相比,A-PP/MWCNTs薄膜在饱和环己烷、二甲苯、二氯甲烷、乙酸乙酯气体氛围中均表现出较高的响应度,较快的吸附和解吸附能力以及较小的残余电阻,有望应用于高性能的气体传感器等领域。在室温环境(25℃)中A-PP/MWCNTs薄膜的气敏最大响应度顺序为:环己烷>二甲苯>二氯甲烷>乙酸乙酯,复合材料的响应度随温度的升高而显著增大。微观结构、溶剂性质、环境温度均为影响复合材料气敏响应性能的主要因素。
Abstract
sui zhao xin xi hua shi dai de dao lai ,ge xiang yi xing dao dian gao fen zi fu ge cai liao (Anisotropic Conductive Polymer Composites,ACPCs)yin ji du te de dao dian te xing zai guo min jing ji zhong duo ling yu zhong you zhao fei chang an fan de ying yong 。ran er ,mu qian zhi bei ACPCsde fang fa tong chang xu yao te ding de jia gong she bei 、fu za de zhi bei guo cheng yi ji gao ang de sheng chan cheng ben ,bing ju zhi de de ACPCsju you dao dian ge xiang yi xing jiang du jiao di 、dao dian xing neng cha 、yang pin che cun xiao deng que dian ,zhe ji da de xian zhi le ACPCsde da gui mo chan ye hua ying yong 。shou zi ran he sheng huo zhong chang jian de jiao ti wei ceng jie gou qi fa ,ben wen yi re su xing ju bing xi (PP)wei gao fen zi ji ti ,duo bi tan na mi guan (MWCNTs)wei dao dian tian liao ,tong guo “san ceng chui mo -duo ceng re ya ”de rong ti jia gong fang fa zhi bei le ju you jiao ti wei ceng jie gou de PP/MWCNTspian cai 。zeng ge li yong pian guang xian wei jing 、san wei gong ju jiao xian wei jing 、sao miao dian zi xian wei jing deng ce shi fang fa dui wei guan jie gou jin hang le xiang xi yan jiu ;cai yong DSC、TGA、la shen ce shi 、dian dao lv ce shi deng biao zheng fang fa ji tong yan jiu le jiao ti wei ceng jie gou dui fu ge cai liao re xing neng 、li xue xing neng 、dian xue xing neng de ying xiang ;fen bie li yong LEDji cheng dian lu 、gong wai re xiang yi he you xian yuan shu zhi mo ni dui fu ge cai liao ge xiang yi xing dao dian /dao re hang wei jin hang le hong guan jian ce ,yi tan suo ji zai dian lu lian jie 、ding xiang dao dian 、re guan li deng ling yu de qian zai ying yong 。sui hou ,ji yu yi shang yan jiu ji chu ,tong guo “qie pian ”de fang fa zhi bei le hou du wei 25 μmde ge xiang yi xing PP/MWCNTsbao mo (A-PP/MWCNTs),yan jiu le A-PP/MWCNTs bao mo dui bu tong you ji qi ti (huan ji wan 、er jia ben 、er lv jia wan 、yi suan yi zhi )de min gan xiang ying hang wei 。ju ti yan jiu nei rong ji zhu yao jie lun ru xia :(1)ji tong yan jiu le fu ge cai liao “jie gou -xing neng -ying yong ”san zhe zhi jian de guan ji ,yan jiu jie guo biao ming :zai re ya wen du wei 170℃shi ,cheng gong zhi bei le PPwei ceng he PPCNTswei ceng jiao ti pai lie de duo ceng jie gou ,gai jiao ti wei ceng jie gou zhong bu cun zai ming xian de fen ceng 、ceng po lie he xiang qian yi deng jie gou que xian ,ju you liang hao de jie mian jie ge xing neng 。jiao ti wei ceng jie gou fu yu le fu ge cai liao te shu de ceng jian jue yuan (Zfang xiang )、ceng nei dao dian (Xfang xiang )te xing ,shi ji zai Xfang xiang de dian dao lv gao da 1 S/m,bi Zfang xiang de dian dao lv gao 16ge shu liang ji 。tong shi ,jiao ti wei ceng jie gou ye xian zhe di gao le fu ge cai liao de re wen ding xing he li xue xing neng ,da po le li xue xing neng he dian xue xing neng zhi jian de xiang hu zhi yao 。gai jiao ti wei ceng PP/MWCNTspian cai zai LEDji cheng dian lu zhong biao xian chu wen ding de dian zi zai liu neng li he jiong yi de ding xiang chuan dao neng li ,ci wai hai ju you ge xiang yi xing dao re te xing ,li yong you xian yuan fen xi dui re chuan dao hang wei jin hang le shu zhi mo ni ,wei cai liao de shi yan biao zheng yu li lun mo ni xiang jie ge di gong le xin sai lu 。(2)dui bi yan jiu le A-PP/MWCNTsbao mo he ge xiang tong xing PP/MWCNTsbao mo (I-PP/MWCNTs)de qi min xiang ying hang wei ,yan jiu jie guo biao ming :yu I-PP/MWCNTsbao mo xiang bi ,A-PP/MWCNTsbao mo zai bao he huan ji wan 、er jia ben 、er lv jia wan 、yi suan yi zhi qi ti fen wei zhong jun biao xian chu jiao gao de xiang ying du ,jiao kuai de xi fu he jie xi fu neng li yi ji jiao xiao de can yu dian zu ,you wang ying yong yu gao xing neng de qi ti chuan gan qi deng ling yu 。zai shi wen huan jing (25℃)zhong A-PP/MWCNTsbao mo de qi min zui da xiang ying du shun xu wei :huan ji wan >er jia ben >er lv jia wan >yi suan yi zhi ,fu ge cai liao de xiang ying du sui wen du de sheng gao er xian zhe zeng da 。wei guan jie gou 、rong ji xing zhi 、huan jing wen du jun wei ying xiang fu ge cai liao qi min xiang ying xing neng de zhu yao yin su 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自郑州大学的赵康，发表于刊物郑州大学2019-07-03论文，是一篇关于交替微层论文,各向异性论文,导电复合材料论文,有限元模拟论文,气敏响应行为论文,郑州大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自郑州大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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