碳纳米管填充PUR-T基纳米复合材料气敏响应性能

编号：CYYJ02215

篇名：碳纳米管填充PUR-T基纳米复合材料气敏响应性能

作者：严磊 郭怡 杨丽菲 陈林 黄欢 卞军 蔺海兰 王丽君 鲁云

关键词： 热塑性聚氨酯 碳纳米管 纳米复合材料 导电逾渗值 气敏性能

机构： 西华大学材料科学与工程学院 千叶大学科学与工程学院机械工程系

摘要： 以热塑性聚氨酯(PUR-T)为基体,以不同尺寸的多壁碳纳米管(MWCNTs1#及MWCNTs2#)为功能性填料,分别采用熔融共混和溶液共混法制备了不同填料含量的PUR-T基导电气敏纳米复合材料,并对纳米复合材料的力学性能、微观结构及其对挥发性有机物蒸汽(苯,四氯化碳、甲醛、乙醚)的气敏响应性能进行了系统研究。结果表明,采用溶液法制备的PUR-T/MWCNTs 2^#纳米复合材料在填料含量为5%时其体积电阻率从纯PUR-T的1012下降到105,并具有最佳的气敏响应综合性能。PUR-T基纳米复合材料对苯、甲醛等亲油性有机溶剂蒸汽具有较高的响应度(达到104~105级),而对甲醛、乙醚等亲水性有机溶剂蒸汽的响应度较低。纳米复合材料在苯蒸汽与干空气循环检测使用时均具有良好的稳定性。机理分析表明纳米复合材料的气敏行为主要是由于PUR-T基体的溶胀效应引起MWCNTs网络的断开和蒸汽分子在MWCNTs上的吸附所致,而前者起主要作用。