CNT的應(yīng)用：碳系導(dǎo)電塑料

1、CNT的應(yīng)用：碳系導(dǎo)電塑料小組成員：楊岳洋崔天祺張千一劉添豪前言前言近年來(lái)的前沿研究表明：碳納米管和石墨烯作為導(dǎo)電填料可用于制備新型導(dǎo)電油墨。優(yōu)勢(shì)比較柔性化傳統(tǒng)電涂料導(dǎo)電油墨大面積批量化輕量化環(huán)保優(yōu)勢(shì)比較導(dǎo)電率高傳統(tǒng)導(dǎo)電油墨新型導(dǎo)電油墨強(qiáng)度大質(zhì)量輕成本低Part1什么是導(dǎo)電油墨？導(dǎo)電油墨是由導(dǎo)電填料、聯(lián)結(jié)料、溶劑和助劑組成的復(fù)合材料其中導(dǎo)電填料是關(guān)鍵功能相。按導(dǎo)電填料的性質(zhì)，導(dǎo)電油墨可分為：一、無(wú)機(jī)系（分為傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨和納米金屬系）二、有機(jī)系（多為導(dǎo)電高分子）三、復(fù)合系相比于傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨（炭黑、石墨、碳纖維及其混合物），無(wú)機(jī)納米金屬系（如銅系、銀系等）和有機(jī)系（多為導(dǎo)電高分子）導(dǎo)電油墨

2、具有更優(yōu)的導(dǎo)電性能碳納米管和石墨烯作為導(dǎo)電填料制備的新型導(dǎo)電油墨給市場(chǎng)帶來(lái)了新的發(fā)展方向01010202更高的導(dǎo)電率更優(yōu)的機(jī)械強(qiáng)度0303更輕的質(zhì)量0404低廉的成本Part2傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨填料研究進(jìn)展200320052004導(dǎo)電涂料的研究始于20世紀(jì)40 年代中期。國(guó)內(nèi)在傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨填料的研究方面起步較晚，研究成果主要集中在近十多年。劉亞群等研究了混合填料比對(duì)油墨導(dǎo)電性能的影響陳偉等以混合填料制備了一種導(dǎo)電油墨。崔明明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著導(dǎo)電填料填充量的增加，涂層電阻率降低2006杜仕國(guó)等制備了一種炭黑/醇酸樹(shù)脂復(fù)合導(dǎo)電涂料200820112009王所杰等制備出一種水性導(dǎo)電油墨陳雷等制

3、備了改性環(huán)氧樹(shù)脂基導(dǎo)電油墨馬曉旭測(cè)定分析了導(dǎo)電填料配比對(duì)導(dǎo)電油墨性能的影響2013肖爽分析了導(dǎo)電碳漿中導(dǎo)電相（碳粉）和配比碳漿導(dǎo)電膜電阻等性能的影響。目前已形成了研究碳系導(dǎo)電油墨填料相對(duì)成熟的導(dǎo)電理論體系，但是碳系導(dǎo)電填料作為導(dǎo)電油墨關(guān)鍵功能相，基本以傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電填料為主，而對(duì)導(dǎo)電成分等的改進(jìn)或新材料的開(kāi)發(fā)工作甚少。Part3碳 系 導(dǎo) 電 油 墨 填 料 界 的 后 起 之 秀碳納米管、石墨烯碳 納 米 管 的 特 性（結(jié)構(gòu)功能）碳納米管可視為由石墨片層卷曲閉合形成的中空管狀物，管壁以碳六元環(huán)為基本單元組成骨架。碳原子之間主要為sp2 雜化，其管狀的彎曲結(jié)構(gòu)會(huì)造成-二次雜化。碳 納 米 管

4、的 特 性（結(jié)構(gòu)功能）碳納米管的碳原子中未配對(duì)的電子形成離域的大鍵電子云，因而具備良好的導(dǎo)電性。但是碳納米管的屬性、多層結(jié)構(gòu)以及缺陷程度對(duì)其導(dǎo)電性能都有顯著影響。由于碳納米管具有高導(dǎo)電率、大長(zhǎng)徑比等優(yōu)點(diǎn)，是理想的導(dǎo)電油墨填料。相關(guān)研究介紹：理論研究與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)研究介紹：理論研究與實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)研究介紹：理論研究與實(shí)際生產(chǎn)NEC 研究小組制成噴墨墨水，印刷出了線寬為70m 的圖案。Cuartero利用改性的橡膠基材與碳納米管油墨構(gòu)建成靈活的電化學(xué)傳感器。Part4碳系導(dǎo)電油墨填料的應(yīng)用及發(fā)展方向傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電油墨的廣泛應(yīng)用薄膜開(kāi)關(guān)低成本太 陽(yáng)能電池電子開(kāi)關(guān)圖形轉(zhuǎn)移電子標(biāo)簽印刷印制印刷線路板埋嵌無(wú)源元件智能地毯傳統(tǒng)包裝和服裝發(fā)展與缺陷傳統(tǒng)碳系導(dǎo)電填料（炭黑、石墨、碳纖維及其混合物）在導(dǎo)電性能上的缺點(diǎn)已經(jīng)不能滿足未來(lái)印刷電子發(fā)展的需求，新型的碳系功能材料碳納米管和石墨烯以及新型復(fù)合導(dǎo)電油墨成為了新的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)。然而，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，新型材料仍然存在著一些問(wèn)題：發(fā)展與缺陷如何實(shí)現(xiàn)CNTs的大批量低成本制備；如何在導(dǎo)電油墨中將金屬性和半導(dǎo)體性的兩種CNTs分離；如何將CNTs在導(dǎo)電