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近年来,柔性导电材料发展迅速,因其兼具优异的机械可拉伸性和高导电性能,即在较大拉伸应变(100%)下和反复拉伸上百次后导电性能变化不大,因而在柔性传感器、柔性薄膜太阳能电池、柔性超级电容器等方面具有潜在的应用价值。然而柔性导电材料的导电填料如碳纳米管(CNTs)及其杂化材料存在成本高昂、工艺复杂等问题,因而大规模生产受到限制,开发低成本、高导电性能的导电填料,可控设计稳健型结构柔性导电膜,是实现柔性导电材料应用和工业化生产的关键。本文以化学镀法制备的Co/玻璃微珠(或玻璃纤维)电磁复合粒子、Cu/玻璃微珠(或玻璃纤维)和Ag/玻璃纤维导电复合粒子(分别简称Co/GMs(或GFs)、Cu/GMs(或GFs)和Ag/GFs)作为导电填料,以液体硅橡胶作为柔性基体,制备出性能优异的Co/玻璃微珠(或玻璃纤维)、Cu/玻璃微珠(或玻璃纤维)和Ag/玻璃纤维柔性导电膜。主要研究内容及实验结果如下:(1)系统研究了化学镀钴溶液的温度、络合剂、还原剂、pH调节剂用量以及时间等工艺参数对Co/GMs(或GFs)电磁复合粒子的微观形貌和导电性能的影响。结果表明:最佳工艺条件下制备的Co/GMs(或GFs)电磁复合粒子的镀层光滑致密、包覆完整,结合力强,呈现明显的密排六方晶体结构(hcp)。Co/GMs和Co/GFs电磁复合粒子的体积电阻率分别为3.50×10-3Ω·cm和4.20×10-3Ω·cm。Co/GMs电磁复合粒子的饱和磁化强度为21.1 emu/g,矫顽力为382.9 Oe,具有明显的软磁特性。(2)以水合肼为还原剂,系统研究了化学镀铜溶液的温度、主盐、络合剂、pH调节剂用量对Cu/GMs导电复合粒子的微观形貌和导电性能的影响。实验结果显示:最佳工艺条件下制备的Cu/GMs导电复合粒子具有良好的微观形貌,其体积电阻率可达4.28×10-4Ω·cm,镀层为面心立方晶体结构(fcc)。Na3C6H5O7·2H2O/NH3·H2O络合体系下Cu/GFs导电复合粒子的镀层由300~500 nm的Cu粒子紧密排列组成,镀层表面均匀、致密,没有多余的颗粒存在;EDTA·2Na/NaOH络合体系的镀层表面包覆虽然完整,但镀层表面及周围有多余颗粒存在。两种体系Cu/GFs导电复合粒子的体积电阻率分别为5.78×10-4Ω·cm和1.0×10-3Ω·cm,均为fcc晶型。(3)以自制Co/GMs和Co/GFs电磁复合粒子为功能填料,液体硅橡胶为基体,创新性地提出了“三明治”结构(基体/(填料+基体)/基体)柔性导电膜的设计新思路并采用室温流延的成型方法制备出可大面积生产的柔性导电膜。研究了Co/玻璃纤维柔性导电膜在不同填料量下的导电性能、拉伸应变导电性能和磁场诱导效应。数据显示,填料用量为23.08 wt.%时,“三明治”结构Co/玻璃纤维柔性导电膜的体积电阻率为0.464Ω·cm,拉伸至100%时体积电阻率为8.54Ω·cm。外磁场诱导下其体积电阻率随着磁场强度的增大呈现先减小后增大的趋势,平行和垂直方向的导电性能呈现各项异性,当外加磁场强度为100 mT时,平行和垂直方向的体积电阻率均达到最小值0.15Ω·cm和0.21Ω·cm。“简单”结构柔性导电膜的导电性能差,磁场作用下导电各向异性更加明显,且其体积电阻率随着磁场强度的增大而增大。(4)以自制Cu/GMs和Cu/GFs导电复合粒子为功能填料,液体硅橡胶为柔性基体,制备了“简单”和“三明治”两种结构柔性导电膜,研究了填料、溶剂和固化剂用量对“三明治”结构Cu/玻璃纤维柔性导电膜的导电性能和力学性能的影响,分析了Cu/玻璃纤维柔性导电膜在不同填料量下的力学-导电性能和抗氧化性能。实验结果显示:填料用量为13.79 wt.%时,“三明治”结构Cu/玻璃纤维柔性导电膜的体积电阻率可达0.0248Ω·cm,拉伸至100%时为0.0765Ω·cm,反复拉伸200次为0.0534Ω·cm,与LED连接具有很好的发光效果;而“简单”结构Cu/玻璃纤维柔性导电膜的导电性能、力学-导电性能和抗氧化性能均不如“三明治”结构Cu/玻璃纤维柔性导电膜。(5)在Cu/玻璃纤维柔性导电膜的研究基础上,采用相同的工艺制备了不同填料量的“三明治”结构Ag/玻璃纤维柔性导电膜,研究了不同填料量下导电膜的力学-导电性能和抗氧化性能。实验结果显示:“三明治”结构Ag/玻璃纤维柔性导电膜的渗滤阀值为1.5wt.%,维度参数为1.787,属于典型的三维导电网络。当填料用量为13.79 wt.%的Ag/玻璃纤维柔性导电膜拉伸至100%时,其体积电阻率由未拉伸时的0.0434Ω·cm上升为0.281Ω·cm,反复拉伸100次后导电性能变化不大,室温下存放两个月导电性能几乎没有变化,通过线性拟合发现柔性导电膜的拉伸应变与其相对体积电阻率的对数呈线性关系。