多壁碳纳米管-聚氨酯/聚丙烯复合材料导电网络结构的演变与性能调控

赵中国¹，艾桃桃¹，刘国瑞²，吴佩军²，贾仕奎¹，申思扬¹

1. 陕西理工大学材料科学与工程学院矿渣综合利用环保技术国家地方联合工程实验室2. 咸阳宝石钢管钢绳有限公司

摘 要：为研究多壁碳纳米管（MWCNTs）和热塑性弹性对MWCNTs-聚氨酯/聚丙烯（MWCNTs-TPU/PP）复合材料结晶性能、导电性能、拉伸性能及外场响应行为,通过溶液-熔融法制备了MWCNTs-TPU/PP复合材料。MWCNTs的引入能够提高MWCNTs-TPU/PP复合材料的导电性能和结晶性能,导电逾渗值质量分数约为1.9wt%,开始结晶温度从117.5℃提高到131.2℃。通过电阻仪和温控装置的联用在线表征了在不同热处理温度下导电网络的构建和破坏过程,随着热处理温度从110℃提高到175℃,MWCNTs-TPU/PP复合材料的导电性能和结晶度得到改善;TPU的引入能够显著降低MWCNTs-TPU/PP复合材料对温度的反应时间从约10 min缩短到约3 min,温度响应行为得到显著改善。通过拉伸数据分析表明,MWCNTs含量的增加能够提高MWCNTs-TPU/PP复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,MWCNTs添加量为2.5wt%时,复合材料的拉伸强度从～35 MPa提高到～47 MPa;应变-电阻数据表明,TPU的引入能够改善MWCNTs-TPU/PP复合材料在循环拉伸过程中应变的可回复性和导电网络结构的稳定性。

关键词：多壁碳纳米管;聚丙烯;导电复合材料;温阻性能;导电网络结构;