1. 研究目的与意义
随着高密度电子器件的发展和人们对集成电路的尺寸更小和速度更快的期望,对导电材料的各项性质(即聚合物电介质的电,热和机械性质)的研究日益受到重视。聚合物纳米复合材料作为介电材料时具有很多良好的特性,在一定程度上满足需求,例如较高的击穿强度,较大的电阻率,良好的导热性,较大的机械强度和稳定的介电性能。同时,随着可持续发展理念的推广,自修复性材料的出现是必然趋势。导电材料若具有自修复性,能够使裂纹自动愈合,不但能使材料的使用时间延长,还能够减少一些灾难事故的发生,节约成本。但是目前研究的自修复高分子材料大多为绝缘体,故而在导电领域中受到一定的限制。随着导电高分子材料在电子器件、能源、信息、涂料、特种材料、航空等领域的广泛应用,对其使用寿命提出了更高的要求。因此,关于兼具导电功能和自修复性能的材料的研究和发展是十分必要的。自修复导电材料一般是采用可自修复的聚合物与导电介质的混合而制备的。目前,合成导电自修复材料的方法有多种,常用的有引入合金与聚合物融合、石墨烯混合、层层组装法、微胶囊法、填充银纳米线、超分子法等。
石墨烯是一种呈蜂窝状的二维平面材料,碳原子之间形成的π-π共轭结构,使得石墨烯具有良好的电性性能。michel等人采用石墨烯喷印的方法,以单层氧化石墨烯和寡层氧化石墨烯为原料,制备导电墨水,并通过喷墨打印机将该墨水打印到纸张或柔性基底上,进行一定的处理得到各种导电图案。王小翼等人将氧化石墨烯(rgo)引入到以柠檬酸和n,n,n’,n’-四甲基-1,3-丙二胺为原料合成的超分子聚合物中,制备了rgo/超分子聚合物复合材料,发现rgo虽然在一定程度上破坏了复合材料中超分子聚合物拟网状结构的完整性和复合材料的黏度,但是使复合材料的电导率提升了约3个数量级,同时复合材料的自修复效率更高。
李洋等采用层层组装法制备具有自修复能力的支化聚乙烯基亚胺(bpei) /paa层层组装聚电解质膜,膜的厚度可达34.1±3.3 mm,并且该膜在具有良好的机械稳定性和溶胀能力。同时他们还采用层层组装法制备了自修复超疏水涂层。一旦涂层遭受损坏,只需要在适当的湿度环境下放置一段时间后,其超疏水性能能够保持不变。
2. 研究内容和预期目标
2.1 主要研究内容
本课题拟采用超分子方法进行制备自修复聚合物纳米复合材料,其具有稳定的机械强度并且能够在多个裂缝之后同时能够恢复结构、电介质和热传输性能等特性。具体研究内容如下:
(1)探究引入导电碳黑的比例,使其在聚合物纳米复合材料中有着良好分散性;
3. 研究的方法与步骤
3.1 自修复导电薄膜的制备
(1)聚硫橡胶体系
a.自修复基体的制备
4. 参考文献
[1] 王小骥. 导电功能自修复复合材料[d]. 合肥工业大学硕士学位论文, 2015.
[2] 边蕴静. 发展迅速的特种功能涂料[j]. 特种涂料与涂装专利, 2007, 10(9): 6-10.
[3] 罗晓民, 葛炳辉, 李维虎, 冯见艳, 张鹏, 曹敏. 石墨烯/聚氨酯复合功能材料研究进展[j]. 功能材料, 2015, 16(46): 01-07.
5. 计划与进度安排
本课题的进度安排如下:
(1)2022-12-19—2022-12 -30:查阅文献资料,撰写开题报告;
