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一种导电氟硅橡胶泡沫复合材料

日期:2021-09-12


日前,杭州师范大学和新安有机硅新材料研究所联合申请了一项导电氟硅橡胶泡沫复合材料发明专利,采用绿色化学发泡法制备基于CB/MXene协同导电的全氟硅橡胶泡沫复合材料,工艺快速环保,简单易操作。

导电泡沫材料多用于环境监测、工业过程控制和安全控制等领域中气敏传感器的足球现金。近年来,导电高分子复合材料(CPC)传感器由于其出色的电性能、易于合成、柔韧、轻质和功耗低等优点,在新兴气敏传感器中具有良好的应用前景。导电泡沫传感器为多孔结构,泡孔的存在为气体的进出提供了通道,增加了气体与基体的接触面,可有效提高对气体的敏感性和响应度。

相比于传统的硅橡胶泡沫,全氟硅橡胶泡沫在同样具有耐高低温、耐候性和力学稳定性等优点的同时,还具备一定的疏水性和耐酸碱性,能够抵抗外界的恶劣环境,提高使用寿命。因此,导电全氟硅橡胶泡沫传感器对于新兴气敏传感器的开发很有意义。

该发明采用简单的机械共混的方法,使用极少量碳系导电粒子作为导电填料在泡沫材料基体内部初步搭建导电网络,并通过原位反应发泡技术将MXene原位自组装到泡沫基体表面完善导电网络,一步构筑了基于CB/MXene协同导电的全氟硅橡胶泡沫复合材料。同时,所使用的特定抑制剂保障了硅橡胶泡沫制备过程中发泡与硫化交联过程的匹配。制备得到的泡沫密度低、泡孔结构均匀,具有较高的导电率,电阻率可小于106Ω·cm

与现有技术相比,该材料主要具有以下优点:

1)采用绿色化学发泡法一步构筑了基于CB/MXene协同导电的全氟硅橡胶泡沫复合材料,制备工艺快速环保,制备过程简单易操作。

2)所需的导电粒子填料用量极少,约为0.5wt%~1wt%。

3)该复合材料开孔率高,密度低,机械性能优良,具有导电性及稳定性好等多项优点,可在复杂环境下(如挤压、湿环境等)实现对气体(尤其是有机蒸汽)的高灵敏度探测。


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