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聚丙烯酸酯(PAE)是丙烯酸酯类单体的均聚物或共聚物,在电子封装和构筑电子器件等领域具有广泛的应用。针对导电粘接的需要,本研究制得了金属-碳材料/PAE型导电压敏胶,研究其力学粘接和导电性能;针对监测环境中乙醇浓度的需要,制备了铝掺杂氧化锌(Al-ZnO)和四氧化三钴(Co3O4)纳米材料,利用PAE引导Al-ZnO在电极基底上成膜,得到Al-ZnO和Co3O4/Al-ZnO室温乙醇气体传感器,研究其对环境中乙醇气体的探测能力。以丙烯酸甲酯(MA)为硬单体,丙烯酸丁酯(BA)为软单体,采用溶液聚合法合成了溶剂型PAE。以单体丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(HEA)为化学交联改性剂,以松香树脂(RR)为增粘剂提高PAE对基底的粘接强度。研究了反应温度、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)用量及添加方式、MA、AA、HEA、RR投料比对PAE力学性能的影响。结果表明:当反应温度为80℃、AIBN的投料比wAIBN/w(BA+MA)=0.4 wt%且采用一次添加的方式、MA的投料比(以质量分数计)wMA/w(BA+MA)=28.5 wt%、AA投料比wAA/w(AA+BA+MA)=6.0 wt%、HEA投料比wHEA/w(HEA+AA+BA+MA)=3.0 wt%、RR投料比wRR/w(HEA+AA+BA+MA+RR)=10.0 wt%时,PAE的综合粘接性能最佳,分别为:180°剥离强度为1.51 KN/m,剪切强度为0.65 MPa,初粘力为7号钢球,持粘力为376 min。通过银镜反应将纳米银(Ag)颗粒沉积到还原氧化石墨烯(rGO),制得导电填充材料Ag/rGO,采用溶液共混法将其填充到PAE基体中,制备得到高性能导电压敏胶(ECA)。性能研究表明:当Ag/rGO在ECA固份中的质量分数为10%时,所制得的ECA综合性能最佳,此时其电导率为2.4×10-2 S/cm、剥离强度为0.62 KN/m、剪切强度为0.67 MPa。为提高ZnO内部的自由电子浓度,进而提高其对乙醇的探测能力,采用火焰喷射热裂解法(FSP),以环烷酸锌Zn(np)2、三乙酰丙酮铝Al(acac)3和二甲苯的混合溶剂为前躯体,制备得到了Al摩尔浓度(MAl/(MAl+MZn)×100%,前驱体溶液中金属离子的浓度)分别为0%,1%、3%和5%的Al-ZnO纳米颗粒。研究发现,Al-ZnO纳米颗粒是由疏松的晶体簇组成的,其颗粒尺寸在1960 nm之间;Al的适度掺杂可以减小其阻抗。当交流频率为1.0 MHz,经1%Al掺杂和300℃下12 h空气处理的Al-ZnO具有最低的电阻和最高的电抗,其总体阻抗和电阻率分别为3.6×102Ω和1.38×102Ω?m。选择Al摩尔浓度为0%、1%、3%的Al-ZnO成膜,在低浓度PAE胶粘剂的粘接作用下,将这些薄膜固定在黄金指状交叉电极(interdigitated gold electrodes,IDGE)基体上,经退火得到室温乙醇气体传感器。对这些Al-ZnO传感器进行性能研究。结果表明:当Al摩尔浓度为1%,沉积时间为45 s,薄膜厚度为3.5μm时,Al-ZnO薄膜(1%Al-ZnO-45 s)对乙醇的探测能力最佳。在1000 s(16.7 min)测试时间内,Al-ZnO传感器对0.1 ppm、0.2 ppm、0.6 ppm、1.0 ppm乙醇气体的响应高达29%、65%、151%和192%;当乙醇气体浓度≥0.6 ppm时,Al-ZnO传感器的响应能达到饱和,且响应时间分别为63 s(0.6 ppm下)和23 s(1.0 ppm下)。采用磁控溅射法,在沉积了45 s的1%Al-ZnO薄膜表面溅射一层纳米Co3O4,制备得到Co3O4/Al-ZnO的p-n结型双层薄膜,再在PAE胶粘剂的粘接作用下制得乙醇气体传感器。研究发现,1%Al-ZnO-45 s和厚度为9 nm的Co3O4致密膜组成的双层薄膜对乙醇的探测能力最佳。在1000 s测试时间内,Co3O4/Al-ZnO双层薄膜传感器对0.1、0.2、0.6、1.0 ppm乙醇气体的响应分别为109%、206%、485%和663%;当乙醇气体浓度≥0.6 ppm时,Co3O4/Al-ZnO传感器的响应能达到饱和,分别为156 s(0.6 ppm下)和67 s(1.0 ppm下)。此外,Co3O4/Al-ZnO传感器能探测到空气中低至40 ppb的乙醇气体,此时其响应度为13%。