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填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料研究進(jìn)展

2020-04-21 07:41:40嚴(yán)磊郭怡楊麗菲吳青峰陳宇哲卞軍藺海蘭王麗君魯云
工程塑料應(yīng)用 2020年4期
關(guān)鍵詞:氣敏高分子導(dǎo)電

嚴(yán)磊,郭怡,楊麗菲,吳青峰,陳宇哲,卞軍,藺海蘭,王麗君,魯云

(1.西華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,成都 610039; 2.千葉大學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)械工程系,日本千葉 262-8522)

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展,揮發(fā)性有機(jī)氣體(VOC)的大量排放已經(jīng)給環(huán)境安全和人類健康造成了嚴(yán)重的危害,如何監(jiān)測和去除VOC氣體已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)[1]。其中,氣體傳感器是監(jiān)測VOC最有效的裝置。

氣敏材料是氣體傳感器的關(guān)鍵性元件[2]。目前,已經(jīng)獲得廣泛研究的氣敏材料主要包括單一無機(jī)半導(dǎo)體材料(如SnO2等)、摻雜復(fù)合型半導(dǎo)體材料(如Pd-WO3等)、導(dǎo)體和半導(dǎo)體組合材料(如MOS場效應(yīng)晶體管等)、導(dǎo)電高分子氣敏材料[如聚苯胺(PANI)、聚吡咯等]和填充型導(dǎo)電高分子材料[如聚合物/炭黑(CB)體系]等。與傳統(tǒng)的無機(jī)半導(dǎo)體材料相比,填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料具有制備工藝簡單、成本低、選擇性好、工作溫度低等諸多優(yōu)點(diǎn),成為目前氣敏材料的研究熱點(diǎn)。通過在高分子材料中填充導(dǎo)電填料[如碳納米管(CNTs)和CB等]制備填充型導(dǎo)電高分子氣敏復(fù)合材料是主要的研究方向。筆者綜述了目前國內(nèi)外關(guān)于填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料導(dǎo)電逾滲及主要的填充體系(如CB體系、CNTs體系等)的相關(guān)研究進(jìn)展,并對研究現(xiàn)狀和未來的研究趨勢進(jìn)行分析和展望。

1 導(dǎo)電高分子材料的逾滲研究

對導(dǎo)電高分子材料的逾滲相關(guān)研究主要集中于逾滲理論和逾滲值的研究。

1.1 導(dǎo)電逾滲理論

導(dǎo)電逾滲是指材料的導(dǎo)電性能隨導(dǎo)電填料含量的增加呈現(xiàn)非線性的遞增,當(dāng)導(dǎo)電填料的含量達(dá)到某一臨界值時(shí),材料的電性能發(fā)生急劇變化,而在此值之后,導(dǎo)電性能變化幅度減小,甚至不再變化[3],這一現(xiàn)象稱為導(dǎo)電逾滲。導(dǎo)電逾滲值是研究導(dǎo)電高分子材料的重要指標(biāo),也是利用材料導(dǎo)電性能變化來指示材料氣敏性能的重要指標(biāo)。目前,眾多學(xué)者通過對不同的復(fù)合體系進(jìn)行了研究,所建立的導(dǎo)電逾滲理論模型多種多樣,如從熱力學(xué)方面建立的Wessling動態(tài)模型及Nielsen模型、從導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面建立的Bueche模型和經(jīng)典導(dǎo)電逾滲模型Kirkpatrick-Zallen模型等。這些模型均有各自的適用范圍,因此還沒有一個(gè)得到廣泛認(rèn)可的導(dǎo)電逾滲理論模型[4]。

已有研究表明,導(dǎo)電高分子材料的逾滲與填料的形態(tài)和尺寸密切相關(guān)。 I. Balbeng等[5-6]提出,當(dāng)填料接近理想圓柱體時(shí),填料的長度、直徑和復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲值有如下關(guān)系:

式中:δ——復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲值;

Vex——導(dǎo)電填料的排斥體積;

L,R——分別為導(dǎo)電填料的長度和直徑;

sinγ——有關(guān)纖維在體系中取向程度的參數(shù)。

由式(1)和(2)可知,含大長徑比的CNTs復(fù)合體系的導(dǎo)電逾滲值較低。

梁基照等[3]在Flory的凝膠化理論和Bueche的無限網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上,從導(dǎo)電粒子之間與其它粒子接觸概率角度以及導(dǎo)電粒子的堆積情況(導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò))建立了如式(3)所示的模型,并且用高密度聚乙烯(PE-HD)/CB復(fù)合材料進(jìn)行了驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)該模型與實(shí)際值高度吻合。

式中:φc——逾滲值;

φm——導(dǎo)電粒子最大堆砌體積分?jǐn)?shù);

f——導(dǎo)電粒子的配位數(shù)。

Sun Yao等[7]在 I. Balberg等提出的針對單一碳系導(dǎo)電填料填充聚合物體系的逾滲理論——排除理論的基礎(chǔ)上,建立了2種碳系導(dǎo)電填料填充聚合物體系的逾滲理論模型,如式(4)所示,熊卓越等[8]在Sun Yao的基礎(chǔ)上,提出了3種碳

系導(dǎo)電填料混雜填充聚合物共混體系的導(dǎo)電逾滲模型式,如式(5)所示:

式中:mA,mB,mC——分別為3種導(dǎo)電填料的添加量;

pC,A,pC,B,pC,C——分別為3種導(dǎo)電填料在其所選擇性分布的連續(xù)相聚合物中的逾滲值;

X——修正值,其值與體系分布情況有關(guān),當(dāng)體系完全 符合體積站位效應(yīng)時(shí),其值為0.7。

該團(tuán)隊(duì)通過研究CB、聚團(tuán)狀碳納米管(t-CNTs)和陣列碳納米管(a-CNTs)三種導(dǎo)電填料混雜添加聚碳酸酯(PC)/苯乙烯-丙烯晴共聚物(SAN)體系和PC/聚苯醚(PPE)體系進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)模型具有一定的普適性和實(shí)用價(jià)值,同時(shí)該模型一定程度上能夠預(yù)測3種導(dǎo)電填料填充聚合物共混體系的逾滲值。

1.2 導(dǎo)電逾滲值

填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料是將導(dǎo)電填料(如CNTs、金屬粒子、CB等)填充到高分子基體中制備的功能型復(fù)合材料體系。體系的導(dǎo)電能力由導(dǎo)電粒子提供,而影響體系導(dǎo)電性的因素有很多,其中與復(fù)合體系的氣敏性能密切相關(guān)的是復(fù)合體系的逾滲值。一般而言,逾滲值越低越好,所以如何降低復(fù)合體系的逾滲值是填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料研究的重點(diǎn)。李國杰[9]以不同粒徑的聚丙烯(PP)顆粒和CNTs復(fù)合制備了PP/CNTs復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲行為。發(fā)現(xiàn)隨著PP粒徑的增加,復(fù)合材料的逾滲值降低。因?yàn)樾×降腜P顆粒的比表面積較大,需要較多的CNTs去覆蓋,逾滲值較高。并且大粒徑PP顆粒制備的復(fù)合材料由于導(dǎo)電逾滲值較低,體系內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)完善但薄弱,體系的溫敏性能比小粒徑PP顆粒制備的復(fù)合材料更好。Bao Yubin等[10]通過異質(zhì)凝聚法制備了聚苯乙烯(PS)/CB復(fù)合粒子,然后和PC粒子復(fù)合,制備出PS/PC/CB復(fù)合材料,由于PS和PC互補(bǔ)相容,迫使CB粒子分散在PS和PC界面處。當(dāng)PS含量在20%~50%時(shí)出現(xiàn)逾滲行為,其原因在于體系內(nèi)部PS和PC界面明顯,CB粒子優(yōu)先分散在界面處,大大有利于體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完善。胡小寧等[11]將CB粒子分散在乙烯丙烯酸丁酯共聚物(EBA)/尼龍6 (PA6)不相容體系的界面處,降低了復(fù)合體系的導(dǎo)電逾滲值(5%)。S. D. Gaikwad等[12]通過不同的制備方法制備聚醚酮(PEK)/多層石墨烯或石墨納米片(GNP) (厚度為2~10 nm)復(fù)合材料,研究制備方法對復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲值的影響。該團(tuán)隊(duì)分別采用3種方法:方法一是采用熱壓法,即用行星球磨機(jī)將PEK和GNP研磨成粉體,然后在390℃,60 MPa條件下熱壓成型(自然冷卻);方法二是采用冷壓法,即在室溫下,將球磨好的粉體材料在350 MPa壓力下保壓10 min;方法三是先采用溶液法制備PEK/GNP粉體,然后再熱壓成型。經(jīng)過電性能測試發(fā)現(xiàn),方法三制備的復(fù)合材料的逾滲值在2.0%~2.5%之間,而方法一和方法二的逾滲值在1.25%左右。L. E. Levine等[13]采用熱壓法制備出一種具有隔離結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電復(fù)合材料。首先將聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微粒和導(dǎo)電填料進(jìn)行充分混合,然后在壓力作用下將PMMA微粒壓制成型,導(dǎo)電填料分布在PMMA微粒之間的縫隙處,制備成導(dǎo)電PMMA復(fù)合材料。雖然隔離結(jié)構(gòu)賦予了導(dǎo)電復(fù)合材料優(yōu)良的逾滲行為,但因?qū)щ娏W雍突w間的結(jié)合力較差,復(fù)合材料的力學(xué)性能較差。謝苗苗[14]采用原位聚合法將改性后的多壁碳納米管(MWCNTs)均勻地分散在聚氨酯(PUR)基體中,復(fù)合材料的導(dǎo)電逾滲值達(dá)到0.7%,且復(fù)合材料的其它性能(如力學(xué)性能、流變性能)也得到了提高。董先明等[15]采用原位聚合法,研究了分子鏈柔性不同的聚合物基體對復(fù)合材料導(dǎo)電性能的影響。選取分子鏈柔性不同的三種聚合物:PMMA、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)和聚甲基丙烯酸2-乙基己酯(PEHMA) (三者分子鏈柔性順序?yàn)椋篜EHMA>PBMA>PMMA),分別填充CB,制備出PMMA/CB,PBMA/CB和PEHMA/CB三種導(dǎo)電復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)分子鏈柔性最低,即玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)最高的PMMA基體的導(dǎo)電逾滲值最低。

2 填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料填充體系的研究

導(dǎo)電填料填充高分子基氣敏納米復(fù)合材料是近年來新出現(xiàn)的氣敏材料,該材料具有制備成本低、氣體響應(yīng)度高、氣體選擇性強(qiáng)及使用條件廣泛等優(yōu)點(diǎn),受到國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。

2.1 CB填充體系

S. Ammu等[16]通過噴墨印刷法制備了纖維素/CNTs導(dǎo)電高分子復(fù)合材料,氣敏測試發(fā)現(xiàn),其對有毒氣體如氯氣等有著較好的響應(yīng)行為。雖然該材料具有較好的重復(fù)性與選擇性,但其回復(fù)性與靈敏性較差,難以滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。Li Junrong等[17]采用原位聚合法將乙炔處理后的CB與聚苯乙烯(PS)復(fù)合制備了PS基導(dǎo)電復(fù)合材料。該復(fù)合材料在CB體積分?jǐn)?shù)為3.3%時(shí)達(dá)到逾滲值,同時(shí)復(fù)合材料對氯仿、苯、四氯化碳、丙酮等有機(jī)蒸汽具有良好的氣敏響應(yīng)性能。對氣敏響應(yīng)行為與CB含量的關(guān)系進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)CB體積分?jǐn)?shù)為10%左右,復(fù)合材料響應(yīng)率出現(xiàn)最大值。經(jīng)過動力學(xué)分析得出,當(dāng)CB含量較低時(shí),隨基體膨脹導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)破壞概率增大;當(dāng)CB含量較高時(shí),溶劑容易擴(kuò)散,導(dǎo)致基體膨脹,兩相競爭出現(xiàn)峰值關(guān)系。該復(fù)合材料對四氫呋喃(THF)、氯仿等有機(jī)蒸汽具有很好的響應(yīng)性,達(dá)到103~106,對甲醇、乙醇等蒸汽幾乎不具備響應(yīng)性能。因?yàn)門HF、氯仿等能與PS分子鏈形成較強(qiáng)的相互作用,即PS能較容易地吸附此類溶劑,從而發(fā)生基體膨脹,破壞CB導(dǎo)電通路。A. Marquez等[18]將CB和石墨與聚丁二烯通過熔融共混法制備出復(fù)合材料。結(jié)果表明,該復(fù)合材料對二甲苯、苯、乙烷、四氫呋喃等蒸汽具有良好的響應(yīng)性。隨吸附蒸汽時(shí)間的延長,復(fù)合材料的電阻值呈指數(shù)變化,在吸附氣體1.5 min后,材料的電導(dǎo)率降低了30%。Hu Jiwen等[19]通過乳液聚合法制備了含CB的水性聚氨酯(WPU)氣敏復(fù)合材料。發(fā)現(xiàn)在低濃度苯、甲苯、二甲苯等蒸汽中,復(fù)合材料也有響應(yīng)性。當(dāng)CB含量僅為3.5%時(shí),響應(yīng)度隨蒸汽濃度呈線性變化,但不同蒸汽有不同的線性,故可以憑借此現(xiàn)象來區(qū)別不同溶劑。同時(shí)經(jīng)過高達(dá)5 000次的重復(fù)性測試發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料響應(yīng)性基本不變化,說明復(fù)合材料具有優(yōu)異的氣敏響應(yīng)重復(fù)性。Chen Shiguo等[20]將乳化后的CB通過原位聚合法填充到WPU中,制備了WPU/CB氣敏復(fù)合材料。結(jié)果表明,當(dāng)CB含量為0.7%時(shí)即出現(xiàn)逾滲行為。復(fù)合材料對極性和非極性溶劑蒸汽均有響應(yīng),對氯仿蒸汽的響應(yīng)度能達(dá)到104~105,對乙醇蒸汽的響應(yīng)度為103~104。隨著CB含量增加,復(fù)合材料會出現(xiàn)負(fù)蒸汽系數(shù)(NVC)到正蒸汽系數(shù)(PVC)轉(zhuǎn)變過程,并從相似相容原理以及體積膨脹理論上解釋了復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)機(jī)理。

2.2 CNTs填充體系

CNTs對某些氣體具有特殊的靈敏性。Zhou Chongwu等[21]發(fā)現(xiàn),單壁碳納米管(SWCNTs)可以檢測和識別空氣中的NH3和NO2。但是純CNTs制作的氣敏材料,由于造價(jià)昂貴,氣敏恢復(fù)時(shí)間較長,難以廣泛應(yīng)用。而CNTs本身優(yōu)異的熱學(xué)、電學(xué)和力學(xué)性能適宜于做導(dǎo)電復(fù)合材料的導(dǎo)電填料,故以CNTs作為導(dǎo)電填料制備導(dǎo)電氣敏復(fù)合材料得到各界關(guān)注。S. Sattari等[22]采用溶液共混復(fù)合法將羧基化改性后的CNTs和PANI進(jìn)行復(fù)合制備了導(dǎo)電復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在甲烷氣體氛圍中,30 s即出現(xiàn)響應(yīng)行為。S. Badhulika[23]等采用電聚合法,將摻雜聚3,4-乙基二氧噻吩(PEDOT)的SWCNTs與PS復(fù)合制備氣敏材料,該材料可在室溫下檢測體積分?jǐn)?shù)為8×10-5的NH3,該傳感器對甲醇、乙醇和甲基乙基酮飽和蒸汽的檢測限濃度分別為1.3%,5.95%和3%。Li Yilong等[24]采用熔融共混法制備了聚乳酸(PLA)/PP/MWCNTs復(fù)合材料,該材料的逾滲值為0.5%~1%,通過氣敏檢測試驗(yàn),該材料對二氯甲烷氣體的響應(yīng)度為158.98 (PLA∶PP=7∶3),同時(shí)在經(jīng)過5次吸附和解吸附試驗(yàn)(氣體為二氯甲烷),發(fā)現(xiàn)該材料具有優(yōu)異的重復(fù)響應(yīng)能力。武澤潤等[25]使用靜電紡絲技術(shù)將熱塑性聚氨酯(TPU)制成電紡絲纖維膜,然后用噴涂技術(shù)在其上面噴涂上石墨烯(G)-CNTs,制備出TPU/G-CNTs導(dǎo)電復(fù)合材料,并測試了材料的氣敏性能。發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料在丙酮蒸汽中具有高的靈敏度和響應(yīng)性,其響應(yīng)度達(dá)到140。通過氣敏穩(wěn)定性測試發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料在連續(xù)5次吸附-解吸附過程中,響應(yīng)度基本不變,具有較高的穩(wěn)定性。何洪[26]使用定向凝固干燥法制備出具有取向多孔結(jié)構(gòu)的WPU/CNTs復(fù)合材料,氣敏性能測試發(fā)現(xiàn),復(fù)合材料的響應(yīng)度與CNTs含量呈峰值依賴關(guān)系,CNTs含量為5.5%的復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)度最高。對苯、丙酮、四氫呋喃、三氯甲烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行氣敏響應(yīng)測試,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料有著良好的響應(yīng)性能,在苯蒸汽中的響應(yīng)度為305,在氯仿蒸汽中的響應(yīng)度為176。Fan Qingqing等[27]利用CNTs懸浮液浸泡TPU絲,使CNTs粘附在TPU絲上,制備具有隔離結(jié)構(gòu)的氣敏復(fù)合材料。該復(fù)合材料在CNTs含量為0.8%時(shí)就可以達(dá)到復(fù)合體系的逾滲值,電導(dǎo)率為10-4S/cm,材料氣敏響應(yīng)時(shí)間為2~20 s,具有良好的氣敏性能。薛立娜[28]采用原位聚合法,利用過硫酸胺調(diào)控,制備出具有多級結(jié)構(gòu)的PANI/CNTs納米復(fù)合材料,該復(fù)合材料能檢測2×10-7~ 5×10-5(200 ppb~50 ppm)濃度范圍的NH3,且具有快速的響應(yīng)時(shí)間(85 s)和恢復(fù)時(shí)間(20 s)。筆者也在研究這一填充體系,在筆者的前期研究中[29],采用溶液復(fù)合方法制備了TPU/CNTs導(dǎo)電納米復(fù)合氣敏材料,探索了CNTs的不同尺寸對復(fù)合材料氣敏性能的影響,結(jié)果表明,長度長的CNTs制備的復(fù)合材料具有更加優(yōu)越的氣敏恢復(fù)性能。

CNTs作為氣敏納米復(fù)合材料的導(dǎo)電填料,因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能而具有獨(dú)特的優(yōu)勢,但是CNTs易于團(tuán)聚導(dǎo)致其分散能力較差。如何使CNTs在高分子內(nèi)部形成良好的分散,進(jìn)一步降低逾滲值是該體系未來的研究重點(diǎn)。

2.3 其它填充體系

李一龍等[30]通過熔融共混法制備了CB/苧麻纖維(RF)/PLA三元復(fù)合材料并與CB/PLA二元復(fù)合材料進(jìn)行對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)度、氣敏循環(huán)穩(wěn)定性等方面,三元復(fù)合材料均更加卓越。藍(lán)艷等[31]采用溶液-熔融共混法制備了TPU/PP/G三元復(fù)合材料,研究了復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)性能,在二氯甲烷氣體中的響應(yīng)度為15.22,在乙酸乙酯、二甲苯等氣體中的響應(yīng)度較低,展現(xiàn)出較高的氣敏響應(yīng)選擇性,經(jīng)過在乙酸乙酯氣體中多次吸附與解吸附過程,復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性能。張楠[32]利用水熱合成法,在還原氧化石墨烯(RGO)上沉浸Fe2O3顆粒制備出RGO/Fe2O3氣敏材料,氣敏性能測試結(jié)果顯示,該材料在常溫下對NO2具有優(yōu)異的響應(yīng)性和靈敏度。業(yè)婧瑤等[33]在氧化鋅模板上制備出分級結(jié)構(gòu)的聚丙烯腈(PAN)微球,并測試了材料的氣敏性能。發(fā)現(xiàn)在室溫下,氨氣濃度為10-4(100 ppm)時(shí),復(fù)合材料的靈敏度為157,是PAN的18倍,說明該方法制備的材料具有更為卓越的氣敏性能。J. H. Lee等[34],通過紡絲涂覆技術(shù),將6,13-雙(三異丙基硅乙基)戊二烯和PS復(fù)合,制備出有機(jī)半導(dǎo)體填充聚合物氣敏材料,并研究了該材料對NO2氣體的響應(yīng)性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該材料對NO2氣體具有優(yōu)異的響應(yīng)性能,NO2氣體濃度為10-5(10 ppm)時(shí)就有響應(yīng)行為,且重復(fù)性優(yōu)異。Liu Hu等[35]通過溶液法制備了具有NVC現(xiàn)象的TPU/G復(fù)合材料,用多種有機(jī)蒸汽測試了該復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)能力,其響應(yīng)度分別為:環(huán)己烷11.2,四氯化碳8.96,丙酮6.06,乙酸乙酯5.11,并以基體膨脹理論解釋了響應(yīng)原因以及對不同蒸汽響應(yīng)能力不同的原因。Zheng Nan等[36]通過氣相分離和冷凍干燥法制備了具有多孔結(jié)構(gòu)的聚醚砜(PES)/GNP復(fù)合材料,當(dāng)GNP含量為0.52%時(shí)出現(xiàn)逾滲行為。通過氣敏測試,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料對多種蒸汽均有響應(yīng)能力(二氯甲烷8.4×103,丙酮5.6×102,四氫呋喃10.3,乙醇3.5),且復(fù)合材料的響應(yīng)重復(fù)性良好。

3 結(jié)語

填充型導(dǎo)電高分子基氣敏納米復(fù)合材料作為新一代氣敏材料的研究熱點(diǎn),具有工作條件低(常溫下即可工作)、制造成本低、響應(yīng)性高、選擇性以及化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),有望取代傳統(tǒng)氣敏材料,是當(dāng)前功能性材料的研究熱點(diǎn)。但目前對此材料體系的研究深度還不夠深入,體現(xiàn)在:(1)在導(dǎo)電逾滲理論方面,雖然有很多導(dǎo)電逾滲模型,但每種模型的適用局限性較大,且與實(shí)測值偏差較大;(2)在導(dǎo)電逾滲值方面,雖然從制備工藝、復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面均有一定研究,但是并不能較好地均衡在降低復(fù)合體系的逾滲值時(shí)同時(shí)確保復(fù)合材料的其它性能不受到較大損傷;(3)填充型導(dǎo)電高分子氣敏復(fù)合材料的氣敏性能基于復(fù)合材料的電性能變化,如何制備出既完善又容易被破壞和自修復(fù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)是該體系研究重點(diǎn)。無論是逾滲理論的探索、逾滲模型的建立還是對體系逾滲值的具體影響因素等方面,均需要社會各界更加深入的研究。(4)在復(fù)合材料的氣敏性能方面,填充型導(dǎo)電高分子氣敏復(fù)合材料的響應(yīng)度雖然高,但是在靈敏性、恢復(fù)性能上仍然不如半導(dǎo)體氣敏材料,而且對復(fù)合材料的氣敏響應(yīng)機(jī)理的研究不夠深入。隨著氣敏傳感領(lǐng)域的發(fā)展,對氣敏材料的綜合性能要求越來越高,填充型導(dǎo)電高分子氣敏復(fù)合材料的研究也將會愈發(fā)深入,在平衡復(fù)合材料的逾滲值、氣敏性及其它性能(如力學(xué)性能)等方面,更多更先進(jìn)的技術(shù)也將不斷出現(xiàn)。相信在不久的將來,填充型導(dǎo)電高分子氣敏復(fù)合材料將得到更廣泛的應(yīng)用。

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