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納米填料對聚合物體積電阻率的影響：
閱讀：891發(fā)布時間：2023-11-29
納米填料對聚合物體積電阻率的影響：
絕緣電阻是表征絕緣體阻止電流流通的能力?出于不同的應(yīng)用目的?有時需要對聚合物的體積電阻率進(jìn)行調(diào)控。對于絕緣材料?電阻太低不但造成電能浪費?而且還會引起發(fā)熱損壞絕緣。納米填料對聚合物體積電阻率的影響機(jī)理分兩種情況：
①納米填料含量比較低時?納米填料自身的絕緣電阻對復(fù)合材料電阻率影響不大。此時?散射與陷阱等機(jī)理是納米填料影響復(fù)合材料的主要因素。
②納米填料含量比較高時?納米填料自身的絕緣電阻起著關(guān)鍵的因素。對于電阻率較大的Al2O3等納米填料?其本身具有很好的絕緣性能?把納米Al2O3加到聚合物中可以在一定程度上提高其體積電阻率。但是?納米顆粒加的太多?會導(dǎo)致聚合物缺陷增多卻不能明顯提高體積電阻率。趙斌等通過對聚酰亞胺／納米氧化鋁復(fù)合薄膜體積電阻率測試發(fā)現(xiàn)?當(dāng)納米Al2O3含量在10％左右時?體積電阻率最高?可比純聚合物提高一個數(shù)量級。TiO2的本征體積電阻率約為08Ω·m?因此當(dāng)納米TiO2的填充量超過一定量時?納米TiO2的電阻率小的因素會造成復(fù)合體系體積電阻率的降低。SiO2、ZnO、Cr2O3、Fe2O3等對聚合物的體積電阻率也有類似的影響規(guī)律。納米導(dǎo)電顆粒?如納米Ag、Sn等在聚合物中填充量很低時（小于0．1％）?對聚合物電導(dǎo)率有影響?研究結(jié)果表明納米金屬含量0．1％左右時?體積電阻率可以提高一個數(shù)量級。如吳之傳等人制備納米Ag／PVAc復(fù)合材料并進(jìn)行體積電阻率測試?發(fā)現(xiàn)納米Ag含量在某個濃度時?聚合物電導(dǎo)率可降低到原來的10％以下。而納米導(dǎo)電顆粒填充量較高時?卻可以使得聚合物成為良導(dǎo)體。盡管金屬的導(dǎo)電性很好?但是當(dāng)濃度比較小的納米金屬顆粒均勻分散在聚合物中時?它吸收電子后?能對其它的電子起排斥作用?使得聚合物體電阻率升高。另外?當(dāng)基質(zhì)功函數(shù)小于金屬粒子功函數(shù)時?兩者界面處的電介質(zhì)會形成一耗散自由電荷載體層?隨著粒子濃度加大到層與粒子間距相當(dāng)時?就會出現(xiàn)電導(dǎo)率最小值;當(dāng)濃度進(jìn)一步加大?粒子電接觸形成團(tuán)后?電導(dǎo)率會單調(diào)增加。TrusovLI等人對超細(xì)Ni粒子復(fù)合材料導(dǎo)電行為的研究結(jié)果也證明了這點。
金屬石墨是典型的一種層狀化合物?片層間能夠相對滑動。由于其片狀結(jié)構(gòu)并具有良好的導(dǎo)電性能?將納米片層石墨加到聚合物中會大大降低聚合物的電阻率。當(dāng)石墨被剝離為幾十納米的層片并均勻分散在聚合物中?2％～5％的添加量就可以大大降低其電阻率?可適用作防靜電場合中的聚合物。人們用活化的納米片層石墨為插層的主體?通過原位聚合制備了尼龍6／石墨納米復(fù)合材料?研究表明?該復(fù)合材料具有較高的電導(dǎo)率。
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