可去除盐辅助石墨烯/碳纳米管网络构筑及其聚醚醚酮复合材料性能研究

编号：CYYJ04587

篇名：可去除盐辅助石墨烯/碳纳米管网络构筑及其聚醚醚酮复合材料性能研究

作者：申正鹏；梅启林；丁国民；王垚；高琳沁

关键词： 混杂碳纳米填料; NH4+; 低渗流阈值; 聚醚醚酮; 导电复合材料;

机构： 武汉理工大学材料科学与工程学院

摘要： 石墨烯（Gr）的本征高导电性与碳纳米管（CNT）对基体的力学增强作用，为开发面向防静电、传感及电磁吸收应用的结构功能一体化聚醚醚酮（PEEK）复合材料提供了有效途径。通过复配此一维和二维纳米碳材料以发挥协同效应，提升复合材料的力学性能并优化导电网络的构建。利用NH4+桥接作用，通过静电吸附将氧化石墨烯（GO）和酸化碳纳米管（aCNT）均匀包覆于PEEK粉体表面，并通过SEM、FTIR和TG测试考察了包覆状态并验证了盐的可去除性。经热处理、化学还原和模压制得的石墨烯-碳纳米管/聚醚醚酮（Gr-CNT/PEEK）复合材料（Gr:CNT=5:5）具有低渗流阈值（0.8 wt%）和高电导率(5.64×10-3 S/cm)，较PEEK基体提升12个数量级。在2 wt%含量下，电导率达7×10-3 S/cm；0.3 wt%含量下，拉伸强度提升至110 MPa，较纯树脂提高10%。此外，通过调节混杂碳填料的比例，复合材料在循环拉伸过程中表现出不同的传感行为，Gr:CNT=5:5比例下，复合材料表现出较稳定的△R/R0与较高的GF值。