在本硕士论文中,通过AS树脂(丙烯腈-苯乙烯共聚物)对纳米石墨薄片进行改性,制备成AS改性的纳米石墨薄片母料,再通过熔融挤出成功地把母料分散于聚合物基体中,实现了通过母料分散法制备聚合物基/纳米石墨薄片导电复合材料的有效途径。 纳米石墨薄片,厚度为30-80nm,直径为5.20μm,具有相当大的径厚比(平均为240)。该结构对纳米石墨薄片在聚合物基体中形成导电网络极为有利。但是,纳米石墨薄片容易团聚,不易与聚合物实现理想的复合。如何通过有效的途径将纳米石墨薄片分散于聚合物基体中,是本研究的目标。 本文将纳米石墨片与AS树脂进行共沉淀改性,制备高含量聚合物/纳米石墨薄片复合母料,利用AS树脂对石墨薄片形成良好的包裹隔离、分散,从而避免了纳米石墨薄片的拢合及与聚合物混合时的团聚现象。研究表明,通过约20wt%的AS树脂,可以制得便于使用的母料。通过单螺杆挤出技术,可以借助该母料使纳米石墨薄片良好地分散于聚合物基体中。结果表明,母料与基体树脂的相容性及聚合物基的性质对所制备复合材料的渗滤阀值有较大的影响。本文系统讨论并比较了通过改性母料制备的AS/GN、PS/GN以及HDPE/GN复合导电体系的渗滤行为,表征了填料的分散结构。 本文详细研究了挤出次数对复合体系导电性能的影响。研究表明,经过一次挤出的样品其体积电阻率比多次挤出的高。这是由于一次挤出不能使石墨均匀分散所致。经过多次的挤出,复合体系的电阻率逐渐降低,并趋于稳定,表明石墨的分散逐渐趋于均一。因此,通过合理的挤出工艺,可以制备分散良好的聚合物/石墨纳米薄片复合材料。 本文还通过挤出过程材料体积电阻率的波动及同一次挤出“首”、“尾”电阻率的比值,成功地判断出不同复合材料的渗滤范围及复合材料的混合程度。利用直流电阻测试这一廉价、快捷、方便的方法来表征复合材料中的石墨的分散均匀性,并判断渗滤范围,为该导电复合体系的研究提供了有效的手段。 本文也研究了通过母料分散法制备的HDPE/GN复合体系电学性能的外场依赖性。结果表明,由此法制备的HDPE/GN导电纳米复合材料具有明显的PPC、