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納米填料對聚合物體積電阻率的影響：
閱讀：730發布時間：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?出于不同的應用目的?有時需要對聚合物的體積電阻率進行調控。對于絕緣材料?電阻太低不但造成電能浪費?而且還會引起發熱損壞絕緣。納米填料對聚合物體積電阻率的影響機理分兩種情況：
①納米填料含量比較低時?納米填料自身的絕緣電阻對復合材料電阻率影響不大。此時?散射與陷阱等機理是納米填料影響復合材料的主要因素。
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／納米氧化鋁復合薄膜體積電阻率測試發現?當納米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量級。TiO2的本征體積電阻率約為08Ω·m?因此當納米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律。納米導電顆粒?如納米Ag、Sn等在聚合物中填充量很低時（小于0．1％）?對聚合物電導率有影響?研究結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量級。如吳之傳等人制備納米Ag／PVAc復合材料并進行體積電阻率測試?發現納米Ag含量在某個濃度時?聚合物電導率可降低到原來的10％以下。而納米導電顆粒填充量較高時?卻可以使得聚合物成為良導體。盡管金屬的導電性很好?但是當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?當基質功函數小于金屬粒子功函數時?兩者界面處的電介質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時?就會出現電導率最小值;當濃度進一步加大?粒子電接觸形成團后?電導率會單調增加。TrusovLI等人對超細Ni粒子復合材料導電行為的研究結果也證明了這點。
金屬石墨是典型的一種層狀化合物?片層間能夠相對滑動。由于其片狀結構并具有良好的導電性能?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／石墨納米復合材料?研究表明?該復合材料具有較高的電導率。
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