3D打印炭黑/水性聚氨酯导电复合材料的制备及性能

作者：郑玲; 邓鑫^*; 焦晓岚; 赵秀平

来源：精细化工, 2023, 40(03): 565-583.

DOI：10.13550/j.jxhg.20220601

• 水性聚氨酯
• 炭黑
• 共混
• 电导率
• 直写3D打印
• 功能材料

采用硅烷偶联剂KH550对炭黑(CB)进行了改性，得到了KH550改性的CB(KH550/CB)，通过FTIR、DLS和SEM对CB和KH550/CB进行了表征，采用共混法和流延浇铸法分别制备了CB/水性聚氨酯(CB/WPU)复合材料与KH550/CB/水性聚氨酯(KH550/CB/WPU)复合材料。利用直写式3D打印，探讨了不同的填充图案和填充率对KH550/CB/WPU复合材料性能的影响。结果表明，KH550/CB粒径约为620 nm，分散均匀，在WPU基体中分散性更好，导电粒子之间连接得更紧密。当CB与KH550/CB含量(以WPU质量为基准，下同)均为3%时，KH550/CB/WPU复合材料的电导率为1.79×10–3 S/m，比CB/WPU复合材料的电导率增加了14倍；CB与KH550/CB含量均为2%时，KH550/CB/WPU复合材料的拉伸强度比CB/WPU复合材料增加了175%。选择填充图案为线形、填充率为80%时，KH550/CB/WPU导电性能较好，电导率达到2.66×10–3 S/m，与其他非3D打印产品相比，其导电性能提升了1～2个数量级。

• 单位
  中南林业科技大学