[发明专利]一种各向异性导电聚合物复合材料的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种新的各向异性导电聚合物复合材料(Anisotropicallyconductive polymer composite，以下简称ACPC)的制备方法，即将导电粒子碳纳米管(以下简称CNTs)填充到不相容两相聚合物共混物聚碳酸酯(以下简称PC)/聚乙烯(以下简称PE)中，其中CNTs选择分布于分散相PC中，CNTs与PC的混合物在加工过程中形成取向的导电纤维，从而使复合材料的电性能呈各向异性。

二、背景技术

ACPC是指导电性能在各个方向不同的导电聚合物复合材料(Du FM，et al.Physics Review B，2005，72：121404；Tai XY，et al.Journal of Polymer Science PartB-Polymer Physics，2005，43：184；Lanticse LJ，et al.Carbon，2006，44：3078)。通常，ACPC在某一个方向上导电(导体)，而在其它方向上不导电或电阻率非常高(绝缘体)。产生电性能各向异性的原因是ACPC在各个方向上导电通路的数目或导电网络的结构不相同。由于具有独特的结构，ACPC可用于电子封装(Tai XY，et al.Journal of Polymer Science Part B-Polymer Physics，2005，43：184)、电子传感器和场发射器件(Jung YJ，et al，Nano Letters，2006，6：413；Yu GH，et al，2007，NatureNanotechnology，6：372)等的制备，在自动化工业和航天领域有广阔的应用前景(Martin CA，et al，2005，Polymer，46：877)，是高分子材料功能化的新方向。

ACPC制备的基本原理就是通过外场(力、电、磁等)使聚合物基体中的导电相定向排布，复合材料在各个方向导电通路的数量不相同，从而电性能存在各向异性(Du FM，et al.Physics Review B，2005，72：121404；Tai XY，et al.Journal ofPolymer Science Part B-Polymer Physics，2005，43：184；Lanticse LJ，et al.Carbon.2006，44：3078；Kimura T，et al.Advanced Materials，2002，14：1380)。各向异性程度由各向异性强度(I)来表示，定义为垂直于导电相取向方向电阻率(或平行取向方向电导率)与平行取向方向电阻率(或垂直取向方向电导率)的对数比log(ρ_⊥/ρ₁₁)(或log(σ₁₁/σ_⊥))。CNTs具有尺度小，长径比大，导电性能突出和力学性能优异等优点，成为制备ACPC的理想材料(Moniruzzaman M et al，Macromolecules，2006，39：5194)。

取向导电粒子的方法有剪切拉伸诱导法(Du FM，et al.Physics Review B，2005，72：121404；Lanticse LJ，et al.Carbon，2006，44：3078)，电场诱导法(Tai XY，et al.Journal of Polymer Science Part B-Polymer Physics，2005，43：184；Martin CA，et al，2005，Polymer，46：877；T Prasse，et al.Applied Physics Letters，1998，72：2903)，磁场诱导法(Kimura T，et al.Advanced Materials，2002，14：1380)。