石墨烯/硅橡胶导电复合材料的制备及性能研究
低密度高弹性宽频屏蔽的硅橡胶复合材料在电磁屏蔽领域具有潜在的应用价值。基于此，本课题以具有优异的耐热耐寒性能、硫化性能和抗压缩永久变形性能的甲基乙烯基硅橡胶为基体材料，主要进行了以下几个方面的研究工作: 研究了石墨烯种类与用量、偶联剂种类与用量、复合材料制备工艺对石墨烯/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响。结果表明，石墨烯/硅橡胶导电复合材料的导电逾渗阈值为体积分数4.2％，其体积电阻率最低可做到1～10Ω·cm，单纯依靠石墨烯填料很难获得体积电导率高于1S/cm的高导电橡胶，无法满足本课题电磁屏蔽材料效率≥60dB(200kHz～15GHz)的要求。 研究了石墨烯与镀银铝粉的掺杂并用对复合材料力学性能及导电性能的影响。结果表明，石墨烯QD-GE1的电导率(300～400S/cm)远远小于镀银铝粉的电导率(＞104S/cm)，在镀银铝粉/硅橡胶复合材料中并用石墨烯，石墨烯阻碍了镀银铝粉这种高导电粒子的直接接触，对复合材料的导电性能与电磁屏蔽性能不利。 通过研究镀银石墨烯与镀银铝粉并用对复合材料性能的影响，发现，当镀银铝粉120phr并用镀银石墨烯10phr与硅橡胶复合制备的复合材料可以达到课题指标;通过研究镀银石墨烯与颗粒状、纤维状导电填料的掺杂并用对复合材料力学性能与导电性能的影响，发现不同形状系数填料掺杂并用可以提升复合体系的力学性能与导电性能，最佳掺杂比为镀银铝粉∶镀银石墨烯∶镀银玻璃纤维(20％)=136∶5∶24，但这种提升并不显著，不能达到预期效果。
导电复合材料;硅橡胶;石墨烯;镀银铝粉;制备工艺;力学性能;导电性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
邹华
2019
中文
TM242;TM205.1
2019-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）