我们常见的石墨,因其特殊的性能,被用于制备满足特殊需求的聚合物基导电复合材料。其层状结构的特点为将石墨剥离成厚度更小的片状物质提供了可能。近年来,随着纳米材料和纳米复合材料科技的发展,石墨/聚合物纳米复合材料的研究也得到了广泛重视并取得了可喜进展。
现在可以环氧树脂为基体,采用高温固化剂,通过溶液混合法制备具有高导电率的纳米石墨片/聚合物复合材料。首先用可膨胀石墨制备纳米石墨片,再按配比称取纳米石墨片、环氧树脂及高温固化剂DDS,混合处理制备,得到纳米石墨片/环氧树脂复合材料。高温处理前材料中还含有一定量的溶剂——丙酮,经过高温处理后试样中的溶剂质量分数已经低于红外的检测范围。由此可见,按照高温固化工艺可以制备出溶剂有效去除的复合材料。
采用高温固化剂通过溶液混合的方法能够制备出填料质量分数很高的纳米石墨片/环氧树脂复合材料。与直接混合法相比,通过溶液复合法制备的纳米石墨片/环氧树脂复合材料可以大大提高复合材料中纳米石墨片的质量分数,并使复合材料的体积电阻率降低4个数量级。
通过溶液复合法制备的纳米石墨片/环氧树脂复合材料的逾渗阈值非常小,远远低于微粉石墨/环氧树脂复合材料。当纳米石墨片质量分数较高时,复合材料的体积电阻率非常小。且纳米石墨片与微粉石墨对复合材料冲击强度、弯曲强度、拉伸强度的影响规律不同。在填料质量分数较高时,纳米复合材料的冲击强度、弯曲强度、拉伸强度随着填料的质量分数增加而降低,且低于微米复合材料。