石墨烯基聚氨酯复合膜的电及热性能研究

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60 s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. 3 A电流作用下,50 s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。