CNT的应用：碳系导电塑料

1、CNT的应用：碳系导电塑料 小组成员： 杨岳洋 崔天祺 张千一 刘添豪 前言前言 近年来的前沿研究表明： 碳纳米管和石墨烯作为导电填料可用于制备新型导电油墨。 优势比较 柔性化 传统电涂料 导电油墨 大面积批量化轻量化环保 优势比较 导电率高 传统导电油墨 新型导电油墨 强度大 质量轻 成本低 Part1 什么是导电油墨？ 导电油墨是由 导电填料、联结料、溶剂和助剂组成的复合材料 其中导电填料是关键功能相。 按导电填料的性质，导电油墨可分为： 一、无机系 （分为传统碳系导电油墨和纳米金属系） 二、有机系 （多为导电高分子） 三、复合系 相比于传统碳系导电油墨（炭 黑、石墨、碳纤维及其混合 物）

2、，无机纳米金属系（如铜 系、银系等）和有机系（多为 导电高分子）导电油墨具有更 优的导电性能 碳纳米管和石墨烯作为导电填料制备的新型导电油墨 给市场带来了新的发展方向 0101 0202 更高的导电率 更优的机械强度 0303更轻的质量 0404低廉的成本 Part2 传统碳系导电油墨填料研究进展 200320052004 导电涂料的研究始于20世纪40 年代中期。国内在传统碳系导电油墨 填料的研究方面起步较晚，研究成果主要集中在近十多年。 刘亚群等 研究了混合填料 比对油墨导电性 能的影响 陈伟等以混 合填料制备了一 种导电油墨。 崔明明的 实验结果表明： 随着导电填料填 充量的增加，涂 层

3、电阻率降低 2006 杜仕国 等制备了一种 炭黑/醇酸树脂 复合导电涂料 200820112009 王所杰等 制备出一种水性 导电油墨 陈雷等制备 了改性环氧树脂 基导电油墨 马晓旭测 定分析了导电填 料配比对导电油 墨性能的影响 2013 肖爽分析 了导电碳浆中 导电相（碳粉） 和配比碳浆导 电膜电阻等性 能的影响。 目前已形成了研究碳系导电油墨填料相对成熟的导电理 论体系，但是碳系导电填料作为导电油墨关键功能相，基 本以传统碳系导电填料为主，而对导电成分等的改进或 新材料的开发工作甚少。 Part3 碳 系 导 电 油 墨 填 料 界 的 后 起 之 秀 碳纳米管、石墨烯 碳 纳 米 管

4、的 特 性 （结构功能） 碳纳米管可视为由石墨片层 卷曲闭合形成的中空管状物， 管壁以碳六元环为基本单元 组成骨架。碳原子之间主要 为sp2 杂化，其管状的弯曲 结构会造成-二次杂化。 碳 纳 米 管 的 特 性 （结构功能） 碳纳米管的碳原子中未配对的电 子形成离域的大键电子云，因 而具备良好的导电性。但是碳纳 米管的属性、多层结构以及缺陷 程度对其导电性能都有显著影响。 由于碳纳米管具有高导电率、大 长径比等优点，是理想的导电油 墨填料。 相关研究介绍： 理论研究与实际生产 相关研究介绍： 理论研究与实际生产 相关研究介绍： 理论研究与实际生产 NEC 研究小组 制成喷墨墨 水，印刷出 了

5、线宽为 70m 的图 案。 Cuartero 利用改性的 橡胶基材与 碳纳米管油 墨构建成灵 活的电化学 传感器。 Part4 碳系导电油墨填料的应用及发展方向 传统碳系导电油墨的广泛应用 薄膜开关 低成本太 阳能电池 电子开关 图形转移 电子标签印刷印制印刷线路板 埋嵌无源元件智能地毯传统包装和服装 发展与缺陷 传统碳系导电填料（炭黑、石墨、碳纤维及其混合物）在导 电性能上的缺点已经不能满足未来印刷电子发展的需求， 新型的碳系功能材料碳纳米管和石墨烯以及新型复合导电油 墨成为了新的研究和应用热点。 然而，在实际的应用过程中，新型材料仍然存在着一些问题： 发展与缺陷 如何实现CNTs的大批量低成本制备； 如何在导电油墨中将金属性和半导体性的两种CNTs分离； 如何将CNTs在