基于空间限域强制组装法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷导电复合材料性能

采用空间限域强制组装（SCFNA）法制备短切碳纤维-碳纳米管/聚二甲基硅氧烷（SCF-CNTs/PDMS）导电复合材料，研究SCFNA方法制备SCF-CNTs/PDMS复合材料对断面形态变化、导电性能和力学性能的影响。结果表明，通过SCFNA制备的SCF-CNTs/PDMS导电复合材料得到了密实有效的导电网络，由于缩短了导电填料之间的距离，实现了在低浓度填料下增大复合材料的导电性能和力学性能。在填料总量不变的前提下，SCF/PDMS复合材料中添加少量的CNTs，SCF与CNTs之间能形成较好的协同作用。并发现SCF质量分数为8wt%、CNTs质量分数为2wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料与SCF质量分数为10wt%的SCF/PDMS复合材料相比，其导电性能提高了33%，力学性能提高了144%；在SCF/PDMS复合材料中添加较多的CNTs，由于CNTs之间发生团聚现象，SCF-CNTs/PDMS复合材料的导电性能和力学性能均有所下降。SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料随着密炼转速由40 r/min逐步增加到80 r/min，CNTs团聚现象有所改善，但是由于扭矩的增大，SCF受到的剪切作用力增大，SCF大部分被搅碎，在导电复合材料中，SCF起主要连接导电网络的作用。因此，SCF质量分数为5wt%、CNTs质量分数为5wt%的SCF-CNTs/PDMS复合材料导电性能反而随着密炼转速的提高而降低。