基于可逆硼氧键交联端羟基聚丁二烯的导电自修复材料

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maferhipo
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导电材料在使用过程中不可避免地会因外力或环境老化产生损伤,造成电路失效甚至引发严重事故。因此,迫切需要研究具有自修复功能的导电材料,以减少不必要的损失和资源浪费。本论文以多壁碳纳米管为导电介质,端羟基聚丁二烯(HTPB)为基体,以可逆硼氧键交联制备出导电自修复材料,研究了材料的力学修复性能和导电修复性能等。本研究的主要内容分为三个部分:第一部分,以1,4-苯二硼酸和硫代甘油反应得到2,2’-(1,4-亚苯基)-二[4-巯基-1,3,2-二恶硼烷](BDB),经“硫醇-烯”点击化学反应交联HTPB形成自修复聚合物基体。并在体系中引入多壁碳纳米管,制备出室温导电自修复材料。含7 wt%碳管的自修复材料能够在25℃条件下修复8分钟后恢复约97.8%的导电性,修复1小时后恢复约90.4%的初始力学强度。该复合材料还具有柔性导电能力、温度响应性和电磁屏蔽性能。第二部分,通过硼酸与HTPB的端羟基反应形成自修复聚合物基体。在其中加入多壁碳纳米管,利用HTPB低玻璃化转变温度的特点制备出低温导电自修复材料。含7 wt%碳管的复合材料在-20℃环境中修复5分钟后能够恢复约98%的导电性,修复24小时后恢复87.6%的初始力学强度。该复合材料还具有低温柔性导电能力、温度响应性和电磁屏蔽性能。第三部分,以BDB和硼酸同时与HTPB反应得到自修复聚合物基体,通过加入碳纳米管制备出同时含两种硼酸酯键的导电自修复复合材料。探究了两种硼酸酯键同时作用下复合材料的力学性能、自修复性能、导电性能和电磁屏蔽性能。本论文探讨了不同类型硼酸酯键对基于端羟基聚丁二烯的导电自修复材料的力学性能与电学性能影响规律,以及它们的柔性导电能力、温度响应能力和电磁屏蔽性能。研究结果对于设计合成基于硼酸酯和端羟基聚丁二烯的导电自修复材料具有很好的借鉴价值。
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