第40卷第9期 2010年9月
涂料工业
PAINT&COATINGSINDUSTRY
石墨烯/苯丙乳液复合导电膜的制备杨波2，唐建国12，刘继宪2，王瑶12董梦龙2，牛琳12
Vol.40No.9 Sep.2010
（1.杂化材料研究所，纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛266071：
2.青岛大学化学化工与环境学院材料科学与工程系，山东青岛266071）
摘要：以新型碳材料石墨烯为导电填料，水性苯丙乳液为基体，通过简单共混的方式制备出一种全新复合型导电膜。对自制的原材料和复合导电膜进行了形态结构的表征，并对复合导电膜的导电性能和机理进行了初步探讨。实验结果表明：石墨烯质量分数为5%时，能够均勾分散，复合导电膜的表面电阻率达到0.29Q-cm：增加石墨烯用量，会产生团聚，表面电阻率略有升高；复合导电膜中添加少量纳米银颗粒，导电性提高2个数量级。
关键调：石墨烯：苯丙乳液：复合材料：导电膜：纳米银
中图分类号：TB332
文献标识码：A文章编号：0253-4312（2010)09-0005-04
Preparation of Graphene Nanosheets/Styrene-Acrylic
Emulsion Hvbrid Conductive Film
Yang Bo'-2,Tang Jianguo'-2,Liu Jixian'2,Wang Yao'-2,Dong Menglong'2,Niu Lin'-2(1.Research Institute of Hybrid Materials, The Preliminary State Key Laboratory of Fiber and Textile Materials Qingdao,Shandong 266071,China; 2.Department of Materials Science and Engineering,College of Chemical and Environmental Engineering,QingdaoUniversity,Qingdao,Shandong266071,China)
Abstract:Graphene nanosheets were chosen as the conductive filler and blended with styrene -acrylic emulsion physically to fabricate a kind of new hybrid conductive film. The morphology and structure of raw materials and hybrid conductive film were characterized. The performance and mechanism of conductivity of the hybrid conductive film were investigated preliminarily. The results revealed that graphene nanosheets can be homogeneously dispersed in the polymer matrix and surface resistivity was 0. 29 2-cm, when mass frac-tion of graphene was 5%.However, agglomeration of graphene emerged and surface resistivity rose apprecia-bly with increasing content of graphene.Electrical conductivity will increase two orders of magnitude if small amount of nanosilver is added in the hybrid conductive film.
Key Words:graphene; styrene -acrylic emulsion; composite; conductive film; nanosilver
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引言
导电高分子作为一种具有导电和消除静电荷能力的功能
材料，在抗静电、电磁屏蔽、防腐等领域有着巨大的发展潜力和应用价值。导电高分子按组成和导电机理可分为结构型（本征型）和复合型（掺杂型）。复合型导电高分子凭借导电性、稳定性、加工性等方面的明显优势，逐渐成为研究活跃、发展迅速、应用广泛的一类导电材料。它是将导电填料添加到不导电的高分子基体中来实现导电的，其导电机理一般认为基体中的导电填料相互接触形成连续的导电网络，载流子可在网络中运动，从而使复合导电膜导电。常用的导电填料主要有碳填料、金属填料、金属氧化物填料和复合填料。碳填料具有成本低、
【基全项目】青岛大学优秀研究生学位论文培育项目（YSPY2009015）
原料易得、密度小、性质稳定、环境友好等优点，在导电填料的选择和使用上，其所占比重日益增加。近几年，以各种炭黑、石墨、石墨纤维、碳纤维、碳纳米管作为新型导电填料的复合型导电高分子均有文献报道，其中一部分已工业化、商品化。
石墨烯是由碳原子六元环紧密构成的两维晶体，具有重复周期的蜂窝状点阵结构，它可以翘曲成零维的高勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆积成三维的石墨，因此可以把石墨烯看作是构成其他石墨材料的基本单元。2004年英国 Manchester大学的Geim等采用一种简单的“微机械力分裂法“制备出了单层石墨烯，它是一种结晶度高，并且能够稳定存在的单原子厚度碳膜（3-4）。这种新型碳材料由于结构特殊，因面具备许多优异性能，其电子传输速度是硅元素的100