纳米填料对聚合物体积电阻率的影响：
纳米填料对聚合物体积电阻率的影响：
绝缘电阻是表征绝缘体阻止电流流通的能力‚出于不同的应用目的‚有时需要对聚合物的体积电阻率进行调控。对于绝缘材料‚电阻太低不但造成电能浪费‚而且还会引起发热损坏绝缘。纳米填料对聚合物体积电阻率的影响机理分两种情况：
①纳米填料含量比较低时‚纳米填料自身的绝缘电阻对复合材料电阻率影响不大。此时‚散射与陷阱等机理是纳米填料影响复合材料的主要因素。
②纳米填料含量比较高时‚纳米填料自身的绝缘电阻起着关键的因素。对于电阻率较大的al2o3等纳米填料‚其本身具有很好的绝缘性能‚把纳米al2o3加到聚合物中可以在一定程度上提高其体积电阻率。但是‚纳米颗粒加的太多‚会导致聚合物缺陷增多却不能明显提高体积电阻率。赵斌等通过对聚酰亚胺／纳米氧化铝复合薄膜体积电阻率测试发现‚当纳米al2o3含量在10％左右时‚体积电阻率最高‚可比纯聚合物提高一个数量级。tio2的本征体积电阻率约为08ω·m‚因此当纳米tio2的填充量超过一定量时‚纳米tio2的电阻率小的因素会造成复合体系体积电阻率的降低。sio2、zno、cr2o3、fe2o3等对聚合物的体积电阻率也有类似的影响规律。纳米导电颗粒‚如纳米ag、sn等在聚合物中填充量很低时（小于0．1％）‚对聚合物电导率有影响‚研究结果表明纳米金属含量0．1％左右时‚体积电阻率可以提高一个数量级。如吴之传等人制备纳米ag／pvac复合材料并进行体积电阻率测试‚发现纳米ag含量在某个浓度时‚聚合物电导率可降低到原来的10％以下。而纳米导电颗粒填充量较高时‚却可以使得聚合物成为良导体。尽管金属的导电性很好‚但是当浓度比较小的纳米金属颗粒均匀分散在聚合物中时‚它吸收电子后‚能对其它的电子起排斥作用‚使得聚合物体电阻率升高。另外‚当基质功函数小于金属粒子功函数时‚两者界面处的电介质会形成一耗散自由电荷载体层‚随着粒子浓度加大到层与粒子间距相当时‚就会出现电导率最小值;当浓度进一步加大‚粒子电接触形成团后‚电导率会单调增加。trusovli等人对超细ni粒子复合材料导电行为的研究结果也证明了这点。
金属石墨是典型的一种层状化合物‚片层间能够相对滑动。由于其片状结构并具有良好的导电性能‚将纳米片层石墨加到聚合物中会大大降低聚合物的电阻率。当石墨被剥离为几十纳米的层片并均匀分散在聚合物中‚2％～5％的添加量就可以大大降低其电阻率‚可适用作防静电场合中的聚合物。人们用活化的纳米片层石墨为插层的主体‚通过原位聚合制备了尼龙6／石墨纳米复合材料‚研究表明‚该复合材料具有较高的电导率。
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②纳米填料含量比较高时‚纳米填料自身的绝缘电阻起着关键的因素。对于电阻率较大的al2o3等纳米填料‚其本身具有很好的绝缘性能‚把纳米al2o3加到聚合物中可以在一定程度上提高其体积电阻率。但是‚纳米颗粒加的太多‚会导致聚合物缺陷增多却不能明显提高体积电阻率。赵斌等通过对聚酰亚胺／纳米氧化铝复合薄膜体积电阻率测试发现‚当纳米al2o3含量在10％左右时‚体积电阻率最高‚可比纯聚合物提高一个数量级。tio2的本征体积电阻率约为08ω·m‚因此当纳米tio2的填充量超过一定量时‚纳米tio2的电阻率小的因素会造成复合体系体积电阻率的降低。sio2、zno、cr2o3、fe2o3等对聚合物的体积电阻率也有类似的影响规律。纳米导电颗粒‚如纳米ag、sn等在聚合物中填充量很低时（小于0．1％）‚对聚合物电导率有影响‚研究结果表明纳米金属含量0．1％左右时‚体积电阻率可以提高一个数量级。如吴之传等人制备纳米ag／pvac复合材料并进行体积电阻率测试‚发现纳米ag含量在某个浓度时‚聚合物电导率可降低到原来的10％以下。而纳米导电颗粒填充量较高时‚却可以使得聚合物成为良导体。尽管金属的导电性很好‚但是当浓度比较小的纳米金属颗粒均匀分散在聚合物中时‚它吸收电子后‚能对其它的电子起排斥作用‚使得聚合物体电阻率升高。另外‚当基质功函数小于金属粒子功函数时‚两者界面处的电介质会形成一耗散自由电荷载体层‚随着粒子浓度加大到层与粒子间距相当时‚就会出现电导率最小值;当浓度进一步加大‚粒子电接触形成团后‚电导率会单调增加。trusovli等人对超细ni粒子复合材料导电行为的研究结果也证明了这点。
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