聚合物／碳纳米管复合导电材料的研究进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展
聚合物基复合材料的发展现状和最新进展聚合物基复合材料是由聚合物基质中加入颗粒、纤维或薄片状增强材料制成的材料。
它具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性能，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
下面将介绍聚合物基复合材料的发展现状和最新进展。
1.纳米材料的应用：近年来，纳米材料成为聚合物基复合材料的研究热点。
纳米粒子的添加能够提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性能。
例如，纳米粒子的添加可以提高聚合物基复合材料的强度和硬度，使其具有更好的抗冲击性能和热阻性能。
2.高性能增强材料的研发：为了提高聚合物基复合材料的力学性能，研究人员不断提出新的增强材料。
例如，石墨烯是一种具有优异力学性能和导电性能的二维纳米材料，已被广泛应用于聚合物基复合材料中。
同时，碳纳米管、纳米纤维和陶瓷纤维等增强材料也在不断研发中，并取得了较好的效果。
3.新型复合材料的研制：除了传统的增强材料外，研究人员还在努力研制新型复合材料。
例如，聚合物基复合材料中加入具有形状记忆功能的材料，可以使复合材料具有形状可逆调变的功能。
此外，聚合物基复合材料中加入具有光敏性能的材料，可以使复合材料具有光刻功能，从而实现微纳米加工和器件制备。
1.可持续性发展：随着环境问题的日益突出，研究人员开始关注聚合物基复合材料的可持续性发展。
他们试图将可持续材料（如生物基材料）应用于聚合物基复合材料中，以减少对环境的影响。
同时，研究人员还探索了聚合物基复合材料的循环利用和回收利用技术，以实现资源的有效利用。
2.多功能复合材料的研究：为了满足不同领域的需求，研究人员开始研究多功能复合材料。
多功能复合材料可以同时具有力学性能、光学性能、导电性能、热学性能等多种功能。
例如，研究人员研制出了具有自修复功能的聚合物基复合材料，可以在受损后自动修复，延长使用寿命。
3.智能复合材料的研制：智能复合材料是指能够根据环境和外界刺激自主调整性能的复合材料。
例如，研究人员设计了具有温度响应性能的聚合物基复合材料，可以根据温度的变化改变其形状和力学性能，实现智能控制。
碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展
碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展1. 碳纳米管复合材料的特性碳纳米管是一种由碳原子构成的微观结构，具有较高的机械强度和导电性能。
而碳纳米管复合材料则是将碳纳米管与其他材料进行复合得到的新材料，通常具有更加优异的性能。
碳纳米管复合材料的基本特性包括：（1）高强度：碳纳米管具有比钢更高的强度，因此碳纳米管复合材料通常具有很高的强度，适用于制备高强度、轻质的零部件。
（2）高导电性：碳纳米管具有优异的电导性能，可以用于制备具有良好导电性能的材料。
（3）高导热性：碳纳米管具有很高的导热性能，因此碳纳米管复合材料通常具有很好的导热性能，适用于制备具有良好散热性能的材料。
2. 3D打印技术及其在碳纳米管复合材料制备中的应用3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来制造物体的制造方法，具有快速、灵活、精密等优点。
该技术可以高效地制备具有复杂结构的零部件，因此在碳纳米管复合材料的制备中具有很大的应用潜力。
3D打印技术在碳纳米管复合材料制备中的应用主要包括以下几个方面：（1）原材料制备：使用3D打印技术可以将碳纳米管与其他材料进行复合，在制备原材料的过程中可以实现对材料的精确控制，从而获得具有特定性能的碳纳米管复合材料。
（2）零部件制造：使用3D打印技术可以制备具有复杂结构的零部件，包括薄壁结构、中空结构等，这些结构通常难以通过传统的制造方法制备，而通过3D打印技术可以很容易地实现。
3. 碳纳米管复合材料的3D打印技术研究进展目前，国内外已经有许多研究团队对碳纳米管复合材料的3D打印技术进行了深入研究，取得了一系列重要进展。
这些进展主要包括以下几个方面：（1）原材料的设计与制备：研究人员通过调控碳纳米管的分散性、形貌和表面性质，设计出了适用于3D打印的碳纳米管复合材料原材料，并实现了该原材料的快速、精确制备。
（2）工艺参数的优化：研究人员通过对3D打印过程中的工艺参数进行系统优化，实现了对碳纳米管复合材料的精确控制，包括成型精度、力学性能、导电性能等方面的提高。
关于碳纳米管的研究报告进展综述
关于碳纳米管的研究进展1、前言1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。
这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新的“大碳结构”概念诞生了。
之后,人们相继发现并分离出C70、C76、C78、C84等。
1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。
年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。
1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。
1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。
1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。
1999年,国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。
2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。
2、碳纳米管的制备方法获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。
而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。
因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。
目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。
一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。
中科院苏州纳米所：碳纳米管生物复合材料电驱动性能研究获新进展
微型 “ 纳米发 电机 ”问世 心脏 跳动 即可发 电
近 日， 科学 家最新 研究 显示 ， 一种 微型“ 纳米 发 电机 ” 可 直 人体 内 ， 心脏跳动 获得 能量 ， 从 向动 物活体 内植 入 的传感 菩 提供 电能 ， 为体 内低 血糖 等多种疾病 状 况进行早 期预警 。
放、 端 定 长 状 膜 施 低 流 号 ， 以 两 固 的 条 薄 上 加 压交 信 时 可 观 到 发 上 振 ，且 合 薄 产 的 一 动 察 其 生 下 动并 复 物 膜 生 电 振
最近 ， 中科 院苏 州 纳 米 技 术 与 纳 米 仿 生 研 究 所 陈韦
研 究 员 课 题 组 在 碳 纳 米 管 和 生 物 聚 合 物 分 子 的复 合 捌 料 的可 控 电驱 动 性 能 研 究 上 取 得新 进 展 。 课 题 组 助 理 该 研 究 员 胡 颖 在 导 师 陈 韦 研 究 员 指导 下 ， 采用 简 单 的 溶 液 超 声 混 合 、 发 成 膜 的 方 法 ， 备 了 碳 纳 米 管 ／ 聚 糖 蒸 制 壳 （ ｈ ｔｓ ｎ） 合物 薄膜 ， 中高导 电的碳 纳米 管在 不导 电 ｃｉ ａ 复 ｏ 其 的壳 聚 糖 体 中形 成 了 均 匀 的导 电 网络 结 构 。 当在 悬 空平
羊 。 究人 员认为 ， 些新型 玻璃 电极 在用于 未来 医学治 本 研 这
宁的微 型设 备制造 方面具有 非常大 的潜力 。科 技 日报 ） （
致 电子 发射器 。 锥形 碳纳 米结 构 首次使 场致 电子 发射 器扔
有 了透 明度和 柔性 。科 技 日报 ） （
新型量子 点红外探测器 问世 中科院苏州纳米所 ：碳 纳米管 美 伦 勒 工 院 研 人 开 出 一 基 纳 生物复合材料电驱动性能研究获新进展 国斯理 学 的究 员 发 了种于
聚合物的导电性改性研究
聚合物的导电性改性研究在现代材料科学领域，聚合物因其多样的性能和广泛的应用而备受关注。
然而，大多数常见的聚合物本质上是电绝缘体，这在某些特定的应用场景中限制了它们的使用。
为了满足诸如电子器件、传感器和能源存储等领域的需求，对聚合物进行导电性改性成为了一项重要的研究课题。
聚合物的导电性通常取决于其分子结构和电子状态。
在未改性的情况下，聚合物分子中的化学键和电子分布使得电荷难以自由移动，从而导致其导电性较差。
要实现导电性改性，需要从多个方面入手。
一种常见的方法是掺杂。
通过向聚合物中掺入具有良好导电性的物质，如金属粒子、导电聚合物或无机导电盐等，可以显著提高其导电性。
以金属粒子掺杂为例，将纳米级的金属颗粒均匀分散在聚合物基质中，能够形成导电通路，使电荷得以传输。
但掺杂过程中需要控制掺杂剂的含量和分布，以避免团聚等问题影响导电性的提升效果。
另一种有效的策略是对聚合物的分子结构进行设计和修饰。
通过化学合成方法引入共轭结构，增加分子中的π电子共轭程度，可以改善电子的传输性能。
例如，聚苯胺、聚噻吩等导电聚合物就具有这样的共轭结构，表现出相对较好的导电性。
此外，通过共聚的方式将具有导电性能的单体与普通聚合物单体结合，也能够在一定程度上赋予聚合物导电性。
聚合物的结晶度也会对其导电性产生影响。
较高的结晶度往往意味着更有序的分子排列，有利于电荷的传输。
因此，通过控制加工条件和添加成核剂等手段来提高聚合物的结晶度，是改善其导电性的一个途径。
在实际的研究中，还需要考虑到聚合物的物理形态和加工工艺。
例如，制备薄膜形态的聚合物时，薄膜的厚度、平整度和表面粗糙度都会影响电荷在其表面和内部的传输。
而在注塑成型等加工过程中，工艺参数的选择会影响聚合物的微观结构，进而影响导电性。
除了上述方法，复合改性也是一个重要的研究方向。
将聚合物与其他导电材料，如碳纳米管、石墨烯等复合，可以充分发挥两者的优势。
碳纳米管具有极高的长径比和良好的导电性，将其与聚合物复合能够构建有效的导电网络。
聚合物／CNTs复合导电材料研究进展
聚合物与 Ｃ Ｔ 复 合来 制取 导 电材 料时 ， 高 Ｃ Ｔ 在 Ｎｓ 提 Ｎｓ
聚合物 中的分散均匀程度是 至关 重要的 。超声波分散 、 机械 搅拌 、 加入 表面活 性剂 、 Ｃ Ｔ 对 Ｎ ｓ表 面进行 化学 修饰 等 手段 都 曾被用于 Ｃ Ｔ 的分散 。从 Ｃ Ｔ 与聚合 物基体 间的作用 Ｎｓ Ｎｓ
２ １ 物理 混 合 法 ．
物理 混 合法 就 是将 Ｃ Ｔ Ｎ ｓ与 聚合 物基 体 直接 混 合’ 。 研究表 明， 简单的物理混 合不能 达到理想 的分 散效果 ， 即使
在微米量级上 Ｃ Ｔ 也 没有 均匀 的分散 ， Ｎｓ 对材 料的力学 性能
也 没 有 很 大 的提 升 。 Ｍ． ． Ｃ ｎｅｌ ７通 过 对 聚 乙烯 吡 ＪＯ’ ｏｎ ｌ等 １
维普资讯
钮金秀， ￣ 等：
／Ｎｓ ＣＴ复合导电材 料研究进展
８ ５
聚 合 物／ Ｎ ｓ 合 导 电材 料研 究 进 展 ＣＴ复
钮金 芬 姚 秉 华
闫 烨
２０３ ） ５０ １
（ 安理工大学应用化学 系， 安 西 西 ７０ ５ ） （ 工程塑料应用》 １０ ４ 《 杂志社 ， 济南
作用力 ， 不再形成束 状结构 。Ｋ． ． ｈｌ ｏ Ｂ Ｓｅｉ ｖ等 发 现 ， ｍ 高能
量超声振荡可 导致 Ｃ Ｔ Ｎ ｓ的断裂 ， 从而 影 响 Ｃ Ｔ Ｎ ｓ的力学 或
电性 能 。
物理混合法 的缺点 是 Ｃ Ｔ Ｎ ｓ在 聚合 物 中的分散 是一 种
静态弱平衡 ， 一旦 材料 的温度 升高 ， 子热 运动 加剧 ， Ｎ ｓ 分 Ｃ Ｔ 的分散状态就会遭到破坏 而重 新发生团聚 。
和尺寸、 稳定性 好及 电 阻率 在较 大 的范 围 内可 以调节 等 特 点， 已经在 电子 、 通讯 、 热控 、 能源等行业 中得 到广泛 的应用。 从２ ０世纪 ６ ０年代 开始 ， 国际上就开始 了对复合 导电聚
碳纳米管及其复合材料的制备与性能研究进展
是近 来 研究的 年 人们 一个热 题f2一〕 化处理 点问 0 ，纯 .
后的碳纳米管， 不仅纯度和分散性有了很大的提高， 而且表面结构也发生了变化， 碳纳米管的端帽被打 开， 曲折点断裂处以及其他不饱和的碳原子被氧化 为带有经基、 拨基和梭基等有机极性的官能基团， 利 用这些官能基团和非共价键、 侧壁、 二键堆垛、 豆荚 型缺陷等进行功能化修饰， 可使其表面接枝多种官 能团， 引人增溶基团， 提高碳纳米管与聚合物之间的
壁碳纳米管的直径一般为I nm 一 nm， 6 大于6 nm后 特别不稳定， 易塌陷， 长度为几百纳米至几微米， 多壁 碳纳米管的 距约为0.3 nm， 层间 4 直径为几纳米至几 十纳米， 长度一般在微米量级， 最长者可达数毫米. 由 于碳纳米管具有较大的长径比， 所以可以把其看成准 一维纳米材料. 碳纳米管并不总是笔直的， 局部区域
Key wor d :carbon nanotubes ; pr par ion ; modif ca ion s e a t i t
0
引言
会出现凸凹现象， 这是因 为在石墨烯片层六元环编织 过程中出现了五元环和七元环， 产生了大小不同的张
碳纳米管是由碳原子形成的石墨片层卷成的无 缝、 中空的管体， 是一种新型的纳米材料. 依据石墨片 层的多少可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管. 单
力 致〔 〕 合物材料具有密度小、 所 ‘.聚 一 耐腐蚀、 易加
工、 韧性好、 耐磨等优良 特性， 但强度、 刚度不够， 耐热 性差， 尺寸稳定性不好、 易老化. 而碳纳米管具有许多 优异的性能， 如超高的力学强度、 优良的化学热稳定 性、 较好的导电性及电磁屏蔽效应等. 二者复合以后 加工简便， 效果明显， 优势互补， 可以用来制造不同于 常规高分子聚合物的增强材料、 导电材料、 信息材料、 隐身材料、 生物医用材料等， 在复合材料制造领域中
碳纳米管复合材料研究进展
碳纳米管复合材料研究进展碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是由碳原子构成的长管状结构，直径在纳米级别范围内，具有优异的力学性质、电学性质和热学性质等特性。
碳纳米管的应用极其广泛，涉及到材料、化学、电子、生物和医学等领域。
在材料领域，由碳纳米管复合材料制成的材料在机器人、汽车、飞机、结构材料等方面具有广泛的应用前景。
本文将就碳纳米管复合材料研究进展，从制备、性质及其应用等方面进行论述。
一、制备方法碳纳米管复合材料的制备方法有许多种，包括机械法、溶液法、气相法、离子液体法等。
其中机械法制备的碳纳米管复合材料具有制备工艺简便、低成本、易扩展等优点，但是因为机械法的制备方式较为粗糙，可能会导致制备的复合材料的性能不佳。
离子液体法制备的碳纳米管复合材料具有制备工艺简便、成品纯度高等优势，但是由于离子液体具有较大的粘度，可能限制了碳纳米管的扩散，并形成束缚作用，从而影响复合材料的性能。
相比之下，气相法制备的碳纳米管具有制备工艺简单、制备效率高、碳纳米管纯度高等优势，但是气相法制备的碳纳米管需要高分辨率的仪器进行纯化处理，且气相法制备出的碳纳米管质量与管径分布不均匀。
二、材料性质碳纳米管复合材料具有优异的力学性质、电学性质和热学性质等。
碳纳米管复合材料的力学性能优于传统材料，其拉伸强度达到多千兆帕，弹性模量达到10万吨/立方厘米以上。
电学性质方面，碳纳米管的宽禁带结构使其表现出了金属和半导体的一些性质。
电学性质的优异性可用于电子器件的开发。
热学性质方面，碳纳米管的热传导性能突出，热扩散系数高达4000至6000W/mK左右，是金属的数倍。
然而，碳纳米管在制备和应用时也存在一些问题。
由于碳纳米管的外壳和内腔具有不同的物理结构，也导致了其结构多样化的特性。
复合材料内的碳纳米管方向性效应的强弱决定了复合材料的最终性能，因此研究碳纳米管在复合材料中的应用及取向问题至关重要。
同时，单根碳纳米管的直径和长度均较小，因此用于制备纳米复合材料时需要用到大量碳纳米管，制备过程的成本较高。
碳纳米管聚合物基复合材料力学性能研究及应用前景
碳纳米管/聚合物基复合材料力学性能研究及应用前景摘要：碳纳米管以其独特的化学性能和物理性能成为复合材料的增强体，目前在许多科学研究领域中得到应用。
本文介绍了碳纳米管修饰的高分子复合材料在国内外的研究现状，进一步对几种碳纳米管/聚合物基复合材料的结构和力学性能进行综述。
在此基础上，分析并展望了今后碳纳米管/聚合物复合材料的发展趋势。
关键词：碳纳米管高分子复合材料力学性能Abstract：Carbon Nanotubes(CNT) become reinforced composite materials due to their unique chemical and physical properties , it applied in many scientific research currently. This paper introduces the current situation of CNT modified polymer composites in domestic and abroad, the structural and mechanical properties of several CNT / polymer composites were further reviewed . On this basis, we analyzes and prospects the future development trend of carbon CNT / polymer composites.Key words：carbon nanotubes，polymer，composites， the properties of mechanical碳纳米管（CNT）又名巴基管，是一种由管状的同轴纳米管组成的碳分子。
它由Lijima[1]在1991年发现，作为石墨、金刚石等碳晶体家族的新成员，由于其独特结构因而具有许多特异的物理性能，所以受到了各个领域科学家的高度重视，并且成为近年来材料领域的研究热点。
复合导电高分子材料
复合导电高分子材料复合导电高分子材料是指将导电剂与高分子基体进行复合，以提高材料的导电性能。
近年来，随着电子设备和能源存储领域的快速发展，对导电高分子材料的需求不断增加。
本文将从材料结构、制备方法和应用领域三个方面来介绍复合导电高分子材料的研究进展。
复合导电高分子材料的结构主要由导电剂和高分子基体组成。
常用的导电剂包括金属纳米颗粒、碳纳米管、导电聚合物等。
这些导电剂具有良好的导电性能和电子传输能力。
高分子基体可以选择聚合物、树脂等材料，以确保材料的柔韧性和可塑性。
通过导电剂和高分子基体之间的复合，可以形成具有导电性能的复合材料。
制备复合导电高分子材料的方法多种多样。
常见的方法包括溶液法、电刷法和热缩法等。
其中，溶液法是一种简单有效的方法。
通过将导电剂和高分子基体分散在溶剂中，形成均匀的溶液。
之后，通过溶剂的挥发和高分子的凝聚，可得到导电高分子材料。
电刷法是一种将导电剂有序排列在高分子链上的方法。
通过控制电极势差和电解液中的离子浓度，可以在电极表面制备出有序排列的导电高分子材料。
热缩法则是通过热压、热拉伸等方法使导电剂和高分子基体形成紧密结合的材料。
复合导电高分子材料广泛应用于电子设备和能源存储领域。
在电子设备方面，复合导电高分子材料可以作为柔性电子元件的材料。
相比传统的刚性材料，柔性材料能够适应各种形状和曲面，提供更便捷的使用体验。
导电高分子材料的柔韧性和导电性能使其成为柔性可穿戴设备、可弯曲屏幕等领域的理想选择。
在能源存储领域，复合导电高分子材料可用于制备超级电容器和锂离子电池等。
导电剂的加入可以提高电极的导电性能，从而增加电池储能容量和充放电效率。
尽管复合导电高分子材料在电子设备和能源存储领域具有广阔的应用前景，但还存在一些挑战需要克服。
首先，导电剂的添加会导致材料的机械强度下降，因此在材料设计中需要兼顾导电性和机械性能。
其次，导电剂与高分子基体的界面相互作用对材料的导电性能也有重要影响。
因此，研究人员需要进一步研究导电剂与高分子基体间的相互作用机制，以提高材料的导电性能。
碳纳米管的研究进展
碳纳米管制备方法的研究进展碳纳米管是一种具有独特结构的一维量子材料，由石墨碳原子层卷曲而成。
由于拥有潜在的优越性能，碳纳米管无论在物理、化学还是在材料学领域都将有重大发展前景。
近年来，美国、日本、德国和中国等国家相继成立了纳米材料研究机构，碳纳米管的研究进展随之加快，并在制备方面取得了突破性进展。
1.电弧法石墨电弧法是最早的、最典型的碳纳米管合成方法。
其原理为电弧室充惰性气体保护，两石墨棒电极靠近，拉起电弧，再拉开，以保持电弧稳定【1】。
放电过程中阳极温度相对阴极较高，所以阳极石墨棒不断被消耗，同时在石墨阴极上沉积出含有碳纳米管的产物【2】.。
由于电弧放电剧烈，难以控制进程和产物，合成物中有碳纳米颗粒、无定形炭或石墨碎片等杂质，杂质很难分离。
所以研究者在优化电弧法制取碳纳米管方面做了大量的工作。
为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert【3】将将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管的缺陷。
C.Journet【2】等在阳极中填入石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。
研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs合成。
近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。
2.催化裂解法。
催化裂解法亦称为化学气相沉积法，其原理是通过烃类或含碳氧化物在催化剂的催化下裂解而成【4】。
目前对化学气相沉积法制备碳纳米管的研究表明，选择合适的催化剂、碳源以及反应温度十分关键。
K.Hernadi等【5】发现碳源的催化活化顺序为：乙炔＞丙酮＞乙烯＞正茂烷＞丙烯≥甲醇=甲苯≥甲烷。
Ren[6]等在666℃条件下,在玻璃上通过等频磁控管喷镀法镀上厚度为40nm的金属镍,以乙炔气体作为碳源,氨气作为催化剂,采用等离子体热流体化学蒸气分解沉积法,得到了在镀有镍层的玻璃上排列整齐的阵列式碳纳米管管束。
纳米复合材料的导电性能
纳米复合材料的导电性能纳米技术作为一种前沿的科技领域，具有广泛的应用前景。
其中，纳米复合材料作为一种具备优异性能的材料，一直备受研究者们的关注。
其中一个重要的性能参数就是导电性能。
本文将探讨纳米复合材料的导电性能及其应用。
纳米复合材料的导电性能是指其在外电场下，电流在材料内部的传递能力。
导电性能的优劣直接影响着纳米复合材料在电子器件、能源储存等领域的应用效果。
一般来说，导电性能较好的纳米复合材料能够实现低电阻、高电导率的特点，拥有更高的导电效率和导电稳定性。
其实，导电性能与纳米复合材料的组分、结构有着密切的关系。
以碳纳米管复合材料为例，碳纳米管自身具备优异的导电特性，能够实现电流在其内部的快速传递。
将碳纳米管与聚合物复合，可以通过优化碳纳米管的含量和分散程度，来提高导电性能。
在复合材料中，碳纳米管起到导电粒子的角色，而聚合物则具备良好的稳定性和可塑性。
通过这种方式，可以有效地调控导电性能，使其达到应用需求。
除了碳纳米管复合材料，金属纳米颗粒的导电性能也得到了研究者们的广泛关注。
金属纳米颗粒具有高导电率的特点，可以通过控制纳米颗粒的尺寸、形状和分散度来调节导电性能。
例如，将金属纳米颗粒与聚合物或陶瓷材料复合，可以实现高导电性和优异的力学性能的综合特点。
这使得纳米复合材料在电子器件领域有着广泛的应用，如导电纸、导电油墨等。
此外，还有一类纳米复合材料是由导电高分子构成的。
导电高分子是一类具有特殊结构和导电特性的聚合物材料。
其中最常见的是聚苯胺(PANI)和聚噻吩(PT)。
这些导电高分子具有良好的塑性和导电性，且在添加导电剂或掺杂剂后能够显著提高导电性能。
这种材料既具备了聚合物的柔韧性和可塑性，又能实现高导电率，因此在柔性电子器件和能源存储领域有着潜在的应用前景。
总结起来，纳米复合材料的导电性能是一项重要的性能参数，它关系到纳米复合材料在电子器件及能源存储等领域的实际应用效果。
通过合理选择纳米粒子和基体材料，以及调节复合材料的组分和结构，可以达到优化导电性能的目的。
聚合物／碳纳米管导电复合材料研究进展
（ 江 工 业 大 学 绿 色 化学 合 成 技 术 国家 重 点实 验 室 培 育 基地 ， 江 杭 州 ３ ０ ３ ） 浙 浙 １ ０ ２
摘 要 ： 聚合 物基 体 中加入 碳 纳 米管 可 以制 备 综合性 能优 异 的 导 电聚 合物 复合 材料 ， 在 而具有 取 向结 构 的 聚合物 ／ 纳米 管复 合材料 在 光 、 、 、 碳 电 磁 生物功 能 材料 中具 有 潜在 的应 用前 景． 于碳 纳米 管 基
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈｅ ｐｏ ｙ ｅ ｏｎ ｓｒ ｃ ： ｌ ｍ ｒｃ ｄｕｃ ｉ ｅ ｃ ｍ ｐｏ ｉｅ ｉｈ ｅ ｒ ｍ ｅ ｙ ｅ ｅ ｔ ｉａ ｎｄ ｍ ｅ ｈａ ｉ ａ ｒ ｐｅ ｔｅ ｔｖ ｏ ｓｔ ｓｗ ｔ ｘｔ ｅ ｌ ｌ ｃ ｒｃ ｌａ ｃ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｒ ｉ ｓ
的 电学性质 ， 述 了聚合 物／ 纳 米管 导 电复合材 料 的 三种制 备 方 法（ 融共 混法 、 液共 混法和 原 综 碳 熔 溶
位 聚合 法） 以及 国 内外研 究进展 ， 着重介 绍 了具 有取 向结 构 的 聚合 物／ 纳 米 管 导 电复 合体 系的 制 碳
备方法， 包括 模板 组 装 、 力场排 列 、 电场排 列 以及磁 场排 列等 ， 分析 比较 了各 种 方法 的基本 原理 和 并
ｃ ｎ ｂ ａ ｒｃ ｔｄ ｂ ｄ ｉ ｇＣＮＴｓｉ ｔ ｈ ｏｙ ｒｍａ ｒｘ ａ ｅｆ ｂ ｉａｅ ｙａ ｄｎ ｎ ｏ ｔ ｅｐ ｌｍｅ ｔｉ ．Ｔｈ ｏｙ ｒ ＣＮＴｓｃ ｍｐ ｓｔｓｗｉｈ ｅｐ ｌ ｍｅ ／ ｏ ｏ ｉ ｔ ｅ
ａ ｄｉｅ ｔｏｎ ｌｓ ｒ ｔ ｅ ｍ ａ ｅ ｎ ｍ ａ ｉｌ ｕｃ ｓ ｏ ｉ ， ｅ ｅ ｔ ｉ ｒ ｃ ｉ ａ ｔ ｕｃ ｕｒ ｙ ｂｅ ｕｓ ｄ ｉ ｎｙ ｆｅｄｓ ｓ ｈ ａ ｐｔｃ ｌ ｃ ｒｃ，ｍ ａ ｎｅ ｉ ｎ ｏｍ ｅ ｒｃ ｇ ｔｃ ａ ｄ ｂｉ ｔ ｉ
聚合物纳米复合材料研究进展
聚合物纳米复合材料研究进展随着科技的发展，我们对材料学的研究也不断深入。
聚合物纳米复合材料应运而生，成为了材料学研究的一个热点领域。
在这个领域，一些新型的聚合物纳米复合材料正受到人们的重视。
那么，今天我们就来看一下聚合物纳米复合材料的研究进展。
一、研究背景在生活和工业中，聚合物材料具有着很广泛的应用。
但是，这些聚合物材料存在一些弱点，比如机械性能、耐热性、导电性等方面存在着很大的限制。
为了克服这些问题，人们寻求新的方法和技术，将纳米颗粒引入聚合物基体中，以获得新型的聚合物纳米复合材料。
二、合成方法目前，聚合物纳米复合材料的制备方法主要有三种：原位合成法、后处理法和挤压法。
原位合成法是在聚合反应过程中添加一种纳米粒子，使其与聚合物基体共同生长，在形成的材料中，纳米粒子分散均匀，形成了纳米复合材料。
后处理法是先合成聚合物基体，再在其中加入纳米粒子，然后通过共混、分散、表面改性等方法将其分散均匀，形成纳米复合材料。
挤压法则是将纳米粒子直接与聚合物基体进行混合后，进行挤压成型。
在挤压过程中，纳米粒子均匀分散在聚合物基体中，形成纳米复合材料。
三、应用领域聚合物纳米复合材料具有很广泛的应用领域。
对于一些非常规的材料，如石墨烯和碳纳米管，可以通过制备聚合物复合材料来改善其性能，使其能够更好地应用到纳米电子器件与能源存储器件中来。
此外，在医学领域中，聚合物纳米复合材料也展现了广阔的前景。
其可以用于制备人工血管、药物释放器、组织修复等医用材料，可以缓解传统材料的一些问题。
四、研究挑战聚合物纳米复合材料的开发面临着很多挑战，其中包括复杂的混合过程、材料分散性的控制以及大规模生产等问题。
另外，现有的研究工作有时候并不能很好地理解纳米复合材料的性能。
因此，在深入理解其性能和性质方面，还需进行更深入的研究探索。
五、未来展望尽管聚合物纳米复合材料面临一些挑战，但是它依然受到越来越多的关注。
未来，我们可以期待这种材料的研究取得更多的进展，在更多的领域中被广泛应用。
碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究
碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究碳纳米管（CNT）聚合物复合材料是一种由碳纳米管与聚合物基体相互作用形成的新型材料。
在这种复合材料中，CNT作为导电填料，可通过其独特的电子输运机制提供高导电性能。
在本文中，我们将探讨碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究。
首先，我们来了解碳纳米管的电子输运机制。
碳纳米管是碳原子形成的管状结构，具有特殊的晶格结构。
这种结构使得电子在碳纳米管中以“量子通道”的形式传输，即只有在特定的能级上电子才能通过。
这种量子限制使得碳纳米管具有优异的导电性能，远远超过传统材料。
其次，我们将讨论碳纳米管与聚合物基体的相互作用。
碳纳米管的高表面积和独特的晶格结构使其能够与聚合物基体形成强力的相互作用。
这包括物理吸附、化学键和静电作用等。
通过这种相互作用，碳纳米管可以均匀分散在聚合物基体中，形成三维导电网络。
在导电机理方面，碳纳米管通过两种方式提供导电性能。
首先，碳纳米管通过与聚合物基体形成的连续网状结构，在复合材料中形成一个导电通道。
这种导电通道可以提供高导电性能，使得复合材料具有良好的导电性能。
其次，碳纳米管还可以通过在体积分数很低的情况下形成的电子传输途径来提供导电性能。
这是由于碳纳米管的高导电性能和导电路径的短距离等特点，使得电子能够快速地从碳纳米管中传输，从而形成良好的导电性能。
在性能研究方面，研究人员着重于探索不同形态的碳纳米管聚合物复合材料，并对其导电性能进行评估。
研究表明，碳纳米管的形态和含量对复合材料的导电性能有重要影响。
例如，采用短碳纳米管可以增加导电性能，因为短碳纳米管可以更好地分散在聚合物基体中，并形成更多的导电通道。
此外，通过控制碳纳米管的含量，可以调控导电性能，具有很大的灵活性。
总之，碳纳米管聚合物复合材料具有良好的导电性能，其导电机理与碳纳米管的特殊结构和与聚合物基体的相互作用密切相关。
通过对碳纳米管的形态和含量进行调控，可以进一步优化复合材料的导电性能。
国外碳纳米管复合材料研究现状
国外碳纳米管复合材料研究现状碳纳米管自被发现以来，因其独特的结构和优异的性能，成为了材料科学领域的研究热点。
特别是在复合材料领域，碳纳米管的加入为材料性能的提升带来了新的契机。
国外在碳纳米管复合材料的研究方面取得了众多显著的成果，本文将对其进行详细阐述。
一、碳纳米管的特性碳纳米管具有极高的强度和韧性。
其强度可达到钢铁的数十倍，同时具有出色的柔韧性，能够承受较大的变形而不断裂。
此外，碳纳米管还具有优异的电学性能，电导率极高，可与金属相媲美。
良好的热学性能也是其特点之一，热导率高，散热效果好。
这些特性使得碳纳米管在复合材料中具有极大的应用潜力。
二、国外碳纳米管复合材料在不同领域的研究现状1、航空航天领域在航空航天领域，对材料的性能要求极为苛刻。
国外研究人员致力于将碳纳米管复合材料应用于飞机结构件中，以减轻重量并提高强度。
例如，美国的研究团队成功开发出了碳纳米管增强的碳纤维复合材料，用于飞机机翼的制造，不仅减轻了结构重量，还提高了抗疲劳性能和耐腐蚀性。
2、电子领域在电子领域，碳纳米管复合材料可用于制造高性能的电子器件。
日本的科研人员成功制备出了碳纳米管与半导体材料复合的薄膜，用于制造柔性显示屏，具有更高的分辨率和更低的能耗。
此外，碳纳米管复合材料还可用于制造高效的电池电极，提高电池的充放电性能和循环寿命。
3、能源领域能源领域也是碳纳米管复合材料的重要应用方向。
德国的研究小组开发出了碳纳米管与聚合物复合的质子交换膜，用于燃料电池中，提高了燃料电池的功率密度和稳定性。
在太阳能电池方面，国外研究人员将碳纳米管与光伏材料复合，提高了太阳能电池的光电转换效率。
4、生物医学领域在生物医学领域，碳纳米管复合材料具有广阔的应用前景。
美国的科研团队研发出了碳纳米管与生物活性分子复合的材料，用于药物输送和组织工程。
碳纳米管的高比表面积和良好的生物相容性，使得药物能够更有效地负载和释放，促进组织的修复和再生。
三、制备方法1、溶液共混法这是一种较为常见的方法，将碳纳米管和基体材料分散在溶剂中，通过搅拌、超声等手段使其均匀混合，然后去除溶剂得到复合材料。
聚合物纳米复合材料的最新进展
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导电高分子复合材料的制备及其电化学性能研究
导电高分子复合材料的制备及其电化学性能研究引言：导电高分子复合材料因其独特的物理和化学性质，在各个领域中得到广泛应用。
本文将介绍导电高分子复合材料的制备方法以及对其电化学性能的研究。
一、导电高分子复合材料的制备方法1. 导电高分子复合材料的选择在制备导电高分子复合材料时，我们可以选择一种合适的高分子基底材料，如聚合物、碳纳米管等，以及导电添加剂，如金属粉末、导电聚合物等。
选择合适的材料对于制备出具有良好导电性的复合材料至关重要。
2. 制备导电高分子复合材料一种常见的制备导电高分子复合材料的方法是通过溶液法。
首先，将高分子基底材料和导电添加剂分别溶于适当的溶剂中，并进行搅拌混合，形成均匀的溶液。
然后，通过溶液层析、真空旋涂等方式将溶液涂覆在基底材料上，待溶剂挥发后，得到导电高分子复合材料。
二、导电高分子复合材料的电化学性能研究1. 电导率测量为了评估导电高分子复合材料的导电性能，我们可以使用四探针电阻测量仪来测量其电导率。
该仪器通过四个电极接触样品，测定样品的电阻值，从而计算出其电导率。
通过电导率的测量结果，我们可以了解到导电高分子复合材料的导电性能以及与不同添加剂浓度的关系。
2. 电化学性能测试导电高分子复合材料在各种电化学应用中都有重要作用，因此了解它们的电化学性能非常重要。
我们可以利用循环伏安法、电化学阻抗谱等电化学测试技术来研究导电高分子复合材料的电化学性能，如电荷传输速率、离子交换能力等。
通过这些测试，我们可以评估与优化导电高分子复合材料在能量存储、传感器和光电器件等领域中的应用潜力。
3. 导电高分子复合材料的应用导电高分子复合材料具有广泛的应用前景。
例如，在能量存储领域，导电高分子复合材料可以作为电容器的电极材料，具有高电导率和较高的比电容量。
此外，在传感器领域，导电高分子复合材料可以用于制造柔性传感器，以便实现可穿戴设备和医疗器械等领域的新型传感器。
结论：导电高分子复合材料具有丰富的制备方法和广泛的应用前景。
碳纳米管填充聚合物共混体系导电性能的研究进展
对于复合型导 电高分子材料，目前可供选择的导 电性物质一般包括导电聚合物、复合型导电填料 、金
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复合型导电高分子材料的制备方法包括溶液复合
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电弧设备中生长的球状碳分子时意外发现的 。Ｃ Ｔ Ｊ Ｎ ｓ 按 照 石 墨烯 片 的 层 数 分 类 可 分 为 单 壁 碳 纳 米 管
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导电高分子一般分２ 一种是结构型导电高分子 ， 种， 另一种是复合型导电高分子。 结构型导电高分子是高分 子结构本身或经过掺杂之后具有导 电功能的高分子材
ｄ ｃｓｅ，ｎ ｌ ｉｇｔ ｔｒ ｔ ｎｂｔ ｅ ａｂ ｎｎｎ ｔ ｅ ｎ ｅｐ ｌ ｒ ｏ ｐ ｎ ｎ （ ｅｍ ｄ ｎｍｉ ）ｔｅ ｉ ｕｓｄ ｉ ｕ ｎ ｅｉ ｅａ ｉ ｅ ｓ ｃｄ ｈ ｎ ｃｏ ｗｅｎｃｒｏ ａｏｕ ｓ ｄｔ ｏ ｍｅ ｍ ｏｅｔ ｔ ｒ ｏ ｙ ａ ｃ ， ｂ ａ ｈ ｙ ｃ ｓ ｈ ｓ ｈ ｍ ｘｎ ｑ ｅｃ ｎ ｍｅ ｋｎｔ ｓ ａｄｔ ｉ ｏｉ ｆ ａｈ ｏ ｍｅ．ｏ ｌｅ ｏｋ ｅ ｅ ｉ ｅ ． ｉｉ ｓ ｕｎｅ ｄ ｉ （ｉｅ ｃ） ｎ ｅ ｓ ｓｙｏ ｃ ｌ ｒＳ ｍｅ ｅ ｔ ｗ ｒｓ ｒ ｒｖｅ ｄ ｇｅ ａ ｔ ｉ ， ｈｖｃ ｔ ｅ ｐ ｙ ｒａ ｄ ａ ｗ
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复合 材料 ， 这 两 种 材 料 的渗 流 阈值 分 别 为 ０ ． ０ ５ ％和
０． １ ％。
Ｈ ｅ 等＿ １ ］ 将在酒精 中超声波分散 的Ｍ ＷＮ Ｔ ｓ 与高 密度聚乙烯 的甲苯溶液混合分散 、 机械搅拌 ２ ４ ｈ ， 使
得成分均一 ， 过 滤后 干燥 模 压 ， 得到 Ｃ Ｎ Ｔ 质 量 分 数
第５ ２ 卷第 ６ 期
２ ０ １ ４年 ６月
上海涂料
ＳＨＡＮＧＨ ＡＩ Ｃ０ＡＴＩ ＮＧＳ
Ｖ０ １ ． ５２ Ｎｏ． ６
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ４
聚 合 物 ／碳 纳 米 管 复 合 导 电 材 料 的
研 究 进 展
张 涛， 刘 海峰 ，李 军 ， 张 晓红 （ 武 汉材 料 保护 研 究 所 ，湖北 武汉 ４ ３ ０ ０ ３ ０）
司 ，日本 的 神 东 涂 料 和 Ｅ ｌ 立 化 成公 司 等ｌ １ ］ 。碳 系
导 电填料耐候性 和耐化学性优越 ， 对 材料的物理性
能影 响小 ， 来 源广泛 ， 价 格 低 廉 ，电阻 可 调 节 ，因此 被广 泛应 用在 导 电材 料 中ｌ ３ ］ 。自从 １ ９ ９ １年 日本 人 Ｓ ｕ ｍｉ ｏ Ｉ ｉ ｊ ｉ ｍａ ｌ ４ ］ 在 实验 中首 次发 现 了碳 纳 米 管（ Ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ Ｎ ａ ｎ ｏ ｔ ｕ ｂ ｅ ｓ ， Ｃ Ｎ Ｔ ｓ ） 以来 ，由于 Ｃ Ｎ Ｔ ｓ 独 特 的结 构 和奇
由于 碳 原 子 的 Ｐ电 子形 成 离域 兀键 ， 共 轭 效应 显
良好 的导 电性 能 。 Ｇ ｒ ｏ ｓ ｓ ｉ ｏ ｒ ｄ 等［ 】 １ ］ 用Ｐ Ｐ （ 聚丙烯 ） 乳 液和Ｓ ＷＮ Ｔ ｓ 或 ＭＷＮ Ｔ ｓ 分 别 制备 了马 来 酸 酐 （ ＭＡ）
接枝聚丙烯Ｐ Ｐ — ｇ — ＭＡ ／ Ｓ ＷＮ Ｔ ｓ 和Ｐ Ｐ — ｇ — ＭＡ ／ ＭＷＮ Ｔ ｓ
１ 碳纳米 管的性质
碳 纳米 管 是一 种 纳米 尺 度 的 、 具 有 完整 分子 结 构 的新 型 碳 材 料 。它 是 由碳 原 子 形 成 的石 墨 片 卷 曲而
稳 定性 较 好 ， 成 本低 廉 ， 易 于成 型 和 大规 模 生产 等 优
成 的无缝 、 中空 的管 体 。 根 据石 墨 片层 的个 数可 分 为 单 壁 碳 纳 米管 （ Ｓ ＷＮ Ｔ ｓ ） 和多 壁 碳 纳 米管 （ Ｍ ＷＮ Ｔ ｓ ｏ 多 壁 管 在 开 始 形 成 的 时候 ， 层 与 层 之 间很 容 易 成 为 陷阱中心而产生各种 缺陷 ， 因 而 多 壁 管 的 管 壁 上通
［ 收 稿 日期 ］ ２ ０ １ ４ — ０ ２ — ２ ０
构使其具有优异的电学 、 力学和热学性质。 近些 年随
着 碳 纳 米 管 及 纳 米 材 料 研 究 的深 入 ， 其 广 阔 的应 用
前景 也 不 断地 展 现 出来 ［ ５ ］ 。
由于 碳 纳 米 管 中碳 原 子 采 取 ｓ ｐ 杂化， 相 比ｓ ｐ 杂化 ， ｓ ｐ 杂化 中 Ｓ 轨 道成 分 较 大 ， 使 碳 纳米 管 具 有 高
中图分 类 号 ：Ｔ Ｑ ３ ２ ４ ． ８ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ ０ ９ — １ ６ ９ ６ （ ２ ０ １ ４） ０ ６ — ０ ０ ２ ４ — ０ ５
０ 引言
在 绝 缘 的聚 合 物 材 料 中掺 杂 导 电 填料 能 够 获 得
特 的 电学 、 力 学 和光 学 特性 ， 以及其 潜 在 的巨大 应 用 前 景 而迅 速成 为 研究 的焦 点之 一 。
摘 要 ：基 于碳纳米管（ Ｃ Ｎ Ｔ ｓ ） 的导电性能 ， 对以碳纳米管为导电填料的复合导 电材料的制备方
法及 国内外研 究进展进行 了综述。重点介绍 了几种常见聚合 物／ Ｃ Ｎ Ｔ ｓ 复合 导电材料 的研究现状。 展
望 了此类 导 电材料 的发展 前景 。
关键词 ：聚合物 ；碳 纳米管；复合导 电材料
优异的导电性能 ， 这是一种简便 、 经济且高效的制备
导 电材 料 的方 法 。 复 合 聚 合 物 导 电材 料 已经 在 电子 、 建筑 、 航空 、 军 事等 领 域 得 到 广 泛 的应 用 。由于 复 合
聚 合 物 导 电材 料具 有 电学 、 力 学 等性 能 可调 节 ， 化 学
常布满小洞样的缺 陷。 与多壁管相 比， 单壁管 由单层
圆柱 型石 墨 层 构成 ， 其 直径 大 小 的分 布 范 围小 ， 缺 陷 少， 具 有 更 高 的 均匀 一 致 性 。 碳 纳 米 管 具有 管 径 小 、 长径 比大 的特 点 ， 被 视 为 准一 维 材 料 。独特 的一 维 结
点， 这使得其受到广泛重视 ， 需求量与 Ｅ ｌ 俱增。
导 电填 料 主 要 包 括 金 属 系 、 碳 系 和 金 属 氧 化 物 系三 大 类 。 早 期 研 发 的导 电材 料 主要 以镍 粉 、 铜粉 、
银粉 和炭黑等导 电填料 为主 ， 现在许 多发 达 国家仍
在研 究开 发此类 产 品 ， 如 美 国 的 Ａｃ ｍｅ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｓ＆ Ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ 公 司 ，英 国 的 Ｒ Ｆ Ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｌ Ｔ Ｄ（ Ｒ Ｆ Ｓ） 公
第 ６期
张
涛， 等 ：聚合物 ／ 碳纳米管复合导 电材料 的研究进展
模量 、 高强度 ｌ ６ ］ 。 理论计算和实验研究表明＿ ７ ］ ， 单 壁
碳 纳 米管 的杨 氏模 量 和剪 切模 量都 与金 刚石 相 当 ， 其 强 度是 钢 的 ｉ ０ ０ 倍， 而密 度 却 只有 钢 的 Ｉ ／ ６ ， 是 一 种新 型的 “ 超 级纤 维 ” 材 料 ；它 的弹性 模 量 可达 １ Ｔ Ｐ ａ ， 与 金 刚 石 的 弹性 模 量相 当 ， 约为钢的５ 倍。