复合材料学报

作者：赵中国, 薛嵘, 王筹萱, 张鑫, 杨其,

关键词：杂化导电粒子, 聚乙二醇, 聚乳酸, 导电性能, 相变储能, 温敏响应,

本文通过溶液-熔融共混法制备了石墨烯-碳纳米管-聚乳酸/聚乙二醇(Gr-CNT-PLA/PEG)相变储能复合材料，详细探究了导电粒子和PEG对PLA相变储能复合材料结晶性能、导电性能和温敏响应行为的影响。在溶液-熔融共混过程中，二维结构的石墨烯和一维结构的碳纳米管在热力学和动力学因素的作用下可以物理复配为三维结构的Gr-CNT杂化粒子，改善导电粒子在复合材料内部的分散性，使复合材料具有较低的导电逾渗域值，约为0.51wt%。此外，在PEG相变储能材料和导电粒子的作用下，进一步改善了Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的导电性能和结晶性能，结晶温度从100℃(PLA)提高到了约130℃((Gr-CNT₅₀)_0.6-PLA/PEG₁₀)。在恒温温度-电阻测试中发现Gr-CNT-PLA/PEG复合材料的电导率随等温热处理温度的提高表现出先降低后升高的现象；在循环变温温度-电阻测试中，Gr-CNT-PLA复合材料在37℃到140℃的循环温度区间内表现出了低温正温度系数(PTC)和高温负温度系数(NTC)效应；而通过相变储能材料PEG和循环温度值的协同调控，Gr-CNT-PLA/PEG复合材料在降温过程中表现出良好的相转变储能平台，成功地实现了复合材料单调的PTC效应和高温度灵敏度，灵敏度(Δ<i>R</i>/<i>R</i>₀)可达3000%；且随着PEG质量含量的提高可以有效地实现复合材料的储能平台越宽，可达16.28 min，为高灵敏度温度传感器的制备奠定了基础。

来源：2024年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

查看复合材料学报杂志2024年第1期