论文部分内容阅读
本文主要研究了碳纳米管/炭黑/聚合物的压阻特性。在通用有效介质理论的基础上,通过对GEM模型的推广分析及进一步修正,获得了碳纳米管和炭黑并用填充硅橡胶的压阻计算模型;通过实验对比及微观结构分析,具体阐述了不同碳系填料填充硅橡胶的压阻效应,重点分析了碳纳米管和炭黑并用时的“协同效应”;通过选用不同基体材料,改善导电复合材料的压阻特性。所得结果为复合材料应用于柔性触觉传感器提供了理论依据。研究了碳纳米管和炭黑并用填充硅橡胶的压阻计算模型,并通过实验对计算模型进行了分析及修正。结果表明,选择适合的碳纳米管和炭黑组分配比,可获得较低的渗流阈值,且压阻实验结果与计算曲线偏差较小;由于碳纳米管和炭黑的协同效应和通用有效介质理论适用的边界条件,使得并用的导电填料体积分数略偏离阈值附近时,通过一定的修正,实验结果与计算模型曲线可以较好的吻合,偏离阈值较远时,无法通过修正使之吻合。研究了CNTs/SR、CB/SR、CNTs/CB/SR导电复合材料的压阻特性,并通过实验对比了其压阻灵敏度及量程。研究表明:由于碳纳米管和炭黑的“协同效应”,使得CNTs/CB/SR压阻灵敏度最高,且力的量程最大。采用导电逾渗模型对碳纳米管和炭黑的“协同效应”进行了验证,进一步分析了其微观结构。结果表明:碳纳米管和炭黑之间存在显著的“协同效应”,使混合填充体系形成了完整均匀的导电网络。研究了不同基体材料对力敏导电复合材料压阻特性的影响。通过实验对比分析了导电硅橡胶和导电聚氨酯的压阻特性,并结合微观结构,分析表明,通过改换基体材料,可以改善复合材料的压阻特性。