双透聚合物 (乳酸) /低密度聚乙烯/碳纳米管 (PLA/LDPE/CNT) 复合材料用于力传感器应用:偏好的定位和混合序列的影响
Todsapol Kajornprai1, Rapisa Jarapanyacheep1, Jatupat Saikaeo1
1Research Center for Biocomposite Materials for Medical Industry and Agricultural and Food Industry, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima 30000, Thailand.
Polymers
|July 13, 2024
概括
这项研究使用碳纳米管 (CNT) 在聚乳酸/低密度聚乙烯混合物中提高了聚合物复合材料的导电性. 双透结构显著降低了CNT透值,并提高了先进传感器应用的电导率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 在聚合物复合材料中提高电导率对于传感器等应用至关重要.
- 碳纳米管 (CNT) 是有效的导电填充剂,但在聚合物混合物中实现最佳的分散和导电性可能具有挑战性.
- 了解多元组件聚合物系统中的填充物定位和透是设计高性能材料的关键.
研究的目的:
- 为了研究将碳纳米管 (CNT) 纳入共连续聚乳酸/低密度聚乙烯 (PLA/LDPE) 混合物的效果.
- 探索双透结构的形成及其对电导率的影响.
- 阐明控制CNT局部化的热力学,动力学和学因素及其对复合体形态和导电性的影响.
主要方法:
- 制造PLA/LDPE/CNT聚合物复合材料.
- 使用理论热力学预测来理解CNT相偏好.
- 描述复合材料的电导率和形态.
- 分析融混合和粘度差异对CNT分布的影响.
主要成果:
- 由于热力学和学因素,CNTs优先定位在LDPE阶段,形成双透结构.
- 与LDPE/CNT复合材料相比,CNTs的透值显著降低 (0.208体积%或5.56重量%),降低了80%.
- 与LDPE/CNT复合材料相比,在7.5%重量%的CNT负载下,电导率增加了13.8倍,这归因于CNT迁移和聚合控制.
- 在化混合过程中,PLA和LDPE之间的相互作用影响了CNT聚合和最终的复合物形态,影响了导电性.
结论:
- 在LDPE阶段通过优选的CNT局部化实现的双透结构大大提高了PLA/LDPE混合物的电导率.
- 热力学,动力学和学因素在控制CNT分散和局部化方面发挥着关键作用,从而提高复合材料的性能.
- 这项研究为制造用于先进应用的高导电聚合物复合材料提供了宝贵的见解,特别是在力传感器中.
