石墨烯/硅橡胶复合材料的制备及压阻特性研究

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随着科学技术的发展及电子、人工智能领域的需要，对传感器元件的应用条件有了更高要求。这不仅需要传感器元件对外界环境变化有良好的响应性能，还需要具备良好的柔韧性能和加工特性。传统的电子元件比如无机半导体(Si)和金属材料(Cu)均不能满足要求。因此，导电硅橡胶复合材料作为敏感材料成为了研究的热点。本文通过溶液共混法和机械共混法制备了以炭黑和石墨烯为导电填料，不同填料含量的导电硅橡胶复合材料。研究了填料的表面结构、分散性能以及复合材料的导电性能和压阻特性。并通过对炭黑和石墨烯协同作用，进一步的提升复合材料的电学性能。论文的主要研究内容和结果如下： (1)分别用溶液共混和机械共混法制备了导电硅橡胶复合材料，探究两种工艺对复合材料导电性能的影响。研究发现，导电填料含量较少时，溶液共混法制备的导电硅橡胶复合材料的导电性能较好。 (2)分别用硅烷偶联剂(KH550)和多巴胺对石墨烯表面进行改性。表征分析两种改性方法。并在此基础上制备了石墨烯/硅橡胶复合材料。当石墨烯的填充量达到渗流阈值4wt%时，复合材料的体积电阻率发生突变。同时，4wt%石墨烯填充的复合材料表现出较好的压阻特性及压阻重复性。 (3)用硅烷偶联剂(KH550)对炭黑表面进行改性。将硅烷偶联剂成功接枝到炭黑表面。并在此基础上制备了并在此基础上制备了炭黑/硅橡胶复合材料。当炭黑的填充量达到渗流阈值2wt%时，复合材料的表现出良好的压阻性能。 (4)为了获得更好压阻性能的复合材料，将炭黑和石墨烯作为复合填料，制备了炭黑/石墨烯/硅橡胶复合填料。研究发现：当石墨烯为含量 1wt%和炭黑含量为 1.5wt%协同配合时，复合材料体积电阻率突变。并且复合材料的压阻重复性表现好。

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作者
史国玉;
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作者单位

江苏大学;

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授予单位江苏大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名刘军;
年度 2018
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正文语种中文
中图分类
关键词
石墨; 橡胶复合材料; 制备;

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