动态硫化制备多壁碳纳米管/热塑性硫化胶复合材料的相态结构及热电效应

汤琦¹，颜桐桐¹，孙豪¹，王小蕾^1,2，王春芙¹，宗成中^1,2

1. 青岛科技大学高分子材料科学与工程学院2. 橡塑材料与工程教育部重点实验室

摘 要：采用动态硫化方法制备了多壁碳纳米管/热塑性硫化胶（MWCNTs/TPV）复合材料,研究了三种动态硫化工艺和MWCNTs用量对MWCNTs/TPV复合材料的相态结构、介电、导热和物理性能的影响。MWCNTs/TPV复合材料呈现"海岛"结构,IIR橡胶相以微米级交联颗粒分散在PP相中。动态硫化工艺主要影响MWCNTs的分布,MWCNTs在两相中均匀分布的MWCNTs/TPV复合材料具有较高的热电性能。当MWCNTs含量达到渗流阈值（3%（质量分数,下同））时,形成MWCNTs网络结构,MWCNTs/TPV复合材料的交流电导率、介电常数和热导率急剧增加。随着MWCNTs含量的增加,MWCNTs/TPV复合材料的弹性模量逐渐增大,拉伸强度先增大后减小;MWCNTs能够提高TPV基体的界面结合力,与纯TPV相比,当MWCNTs的含量为3%时,MWCNTs/TPV复合材料的拉伸强度提高39%。基于MWCNTs/TPV复合材料的相态结构以及MWCNTs的渗流阈值提出MWCNTs网络结构,分散在PP基体中和两相界面处的MWCNTs相互搭接形成MWCNTs网络结构。

关键词：多壁碳纳米管（MWCNTs）;热塑性硫化胶（TPV）;动态硫化;相态结构;介电性能;导热性能;