多填料碳纳米管、石墨烯和炭黑复合长丝：通向多功能电材料的途径

摘要整理

针对导电柔性复合材料日益增长的需求，本研究致力于制备由聚氨酯和碳纳米材料组成的热塑性复合纤维，以获得最高的电导率。基于最近开发的能够实现40% w/w超高填料含量的工艺方法，本工作系统研究了制造过程中所有材料的作用，并筛选出确保最佳电性能的材料。结果表明，当使用二甲基甲酰胺作为溶剂时，获得最高的电导率和载流能力，少量AKM表面活性剂有助于碳纳米材料的解聚。研究还表明，多壁碳纳米管与石墨烯纳米片和少量炭黑的混杂填充对电性能有益。然而，采用单壁碳纳米管作为填料时获得最高性能，电导率达到6.17×10⁴ S/m，比多壁碳纳米管高两个数量级。该复合长丝具有良好的机械强度、电导率和热稳定性，可用于制备创新型器件和系统。材料性能的多功能性允许根据具体应用需求进行优化和定制。本研究通过促进轻质、高能效材料的生产，对可持续发展做出贡献，为多功能高性能电材料领域的进一步创新提供了重要参考。

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