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MWCNTsPS复合材料导电性能及导电行为研究
摘要：本文研究了碳纳米管/聚苯胺复合材料（MWCNTs/PS）的导电性能及导电行为。通过反相乳液聚合法制备了MWCNTs/PS复合材料，利用扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）和电阻率测试仪对样品的形貌、热性能和导电性能进行表征。研究结果表明：MWCNTs的加入显著改善了PS的导电性能，且导电性能随MWCNTs质量分数的增加而增强。导电行为研究发现，MWCNTs/PS复合材料的导电机制由MWCNTs之间的电子跳跃和MWCNTs与PS之间的电荷转移构成。本研究为进一步优化MWCNTs/PS复合材料的导电性能提供了理论基础和实验指导。
关键词：碳纳米管、聚苯胺、复合材料、导电性能、导电机制
导论：
随着电子技术的不断发展，对导电材料需求量越来越大。目前，常用的导电材料主要为金属和导电聚合物。然而，金属材料存在重量大、可加工性差等缺点，而导电聚合物的导电性能较差。因此，开发新型的导电材料具有重要的研究意义和应用价值。
碳纳米管是一种具有优异导电性能的纳米材料，因其独特的结构和优越的电子特性，成为导电材料的重要候选。然而，碳纳米管的团束效应、自聚集和难以均匀分散等问题限制了其在复合材料中的应用。聚苯胺作为一种导电聚合物，在导电性能和加工性能方面具有较好的综合性能。因此，将碳纳米管与聚苯胺复合，可以综合两种材料的优点，实现导电性能的进一步提升。
实验：
1.材料制备：通过反相乳液聚合法制备MWCNTs/PS复合材料，控制不同质量分数的MWCNTs。
2.样品表征：利用SEM观察样品的形貌，TGA测试样品的热性能，电阻率测试仪测试样品的导电性能。
3.导电机制研究：通过分析MWCNTs/PS复合材料的导电性能随MWCNTs质量分数变化的关系，探讨导电机制。
结果与讨论：
1.形貌观察：SEM图像显示，MWCNTs均匀分散在PS基质中，且随着MWCNTs质量分数的增加，MWCNTs的内容量增加。
2.热性能测试：TGA曲线表明，MWCNTs的加入不会对PS的热稳定性产生明显影响。
3.导电性能测试：导电性能随MWCNTs质量分数的增加呈现出明显的提高趋势，且在质量分数为10%时，样品具有最佳的导电性能。
4.导电机制研究：导电性能的提高是由于MWCNTs之间的电子跳跃效应和MWCNTs与PS之间的电荷转移效应共同作用所致。
结论：
本研究通过制备MWCNTs/PS复合材料，并对其形貌、热性能和导电性能进行表征，研究了导电性能的改善趋势和导电机制。实验结果表明，MWCNTs的加入显著改善了PS的导电性能，导电性能随MWCNTs质量分数的增加而增强。导电性能的提高主要归因于MWCNTs之间的电子跳跃效应和MWCNTs与PS之间的电荷转移效应。本研究为进一步优化MWCNTs/PS复合材料的导电性能提供了重要参考和指导，具有一定的理论和应用价值。
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