石墨烯基聚氨酯复合膜的电及热性能研究

摘要

以热塑性聚氨酯为基材,商业石墨烯为导电填料,采用共混法制备柔性复合膜.系统地研究了复合膜的电性能、热性能及红外光热响应和电热响应性能.实验结果表明,复合膜电性能和热性能与热塑性聚氨酯初始质量分数、石墨烯质量分数等密切相关.当TPU初始质量分数为20％且复合膜中石墨烯质量分数为5％时,复合膜的电阻率约为2.7×10-3Ω·cm,导热系数为0.298 W/(m·K).随着复合膜中石墨烯含量增加,复合膜的导电性逐渐增加,但导热系数先增加而后下降.复合膜具有较强的红外光热响应特性,含有石墨烯0.3％的复合膜在红外光热处理60s后,膜温升至123.4℃,明显高于纯聚氨酯膜温度的75.6℃,但是膜温的变化与石墨烯含量间关系不大.TPU初始质量分数为20％且石墨烯含量分别为3％、4％、5％的复合膜,在0.3A电流作用下,50s内薄膜温度分别可达114、90、68℃,说明复合膜具有较快的电热响应特性.