【摘 要】
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由于MXene具有独特的结构以及优异的性能,常被用作增强材料来增加聚合物的多种性能。此外MXene具有易分散的特点,更容易作为填充材料增强聚合物基体的性能,使MXene具有广泛的应用前景。本文采用溶液共混法,高效便捷的将MXene分散在三元乙丙橡胶中,制成MXene/三元乙丙橡胶多功能性复合材料薄膜。本实验所使用的MXene是通过溶液法HCl+LiF选择性蚀刻Ti3AlC2得到的,采用这种方法制备
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由于MXene具有独特的结构以及优异的性能,常被用作增强材料来增加聚合物的多种性能。此外MXene具有易分散的特点,更容易作为填充材料增强聚合物基体的性能,使MXene具有广泛的应用前景。本文采用溶液共混法,高效便捷的将MXene分散在三元乙丙橡胶中,制成MXene/三元乙丙橡胶多功能性复合材料薄膜。本实验所使用的MXene是通过溶液法HCl+LiF选择性蚀刻Ti3AlC2得到的,采用这种方法制备的MXene表面有更多的-O、-OH,更容易实现在三元乙丙橡胶中的分散作用。分别不同含量的MXene/三元乙丙橡胶复合材料进行导电性能、导热性能,电磁屏蔽性能、机械性能测试,并对其传感特性进行进一步研究。MXene/三元乙丙橡胶复合材料的导电逾渗阈值为2.7wt%,低于相关报道复合材料的值,并且在MXene含量为6wt%时具有106Sm-1的高电导率。此外,MXene/三元乙丙橡胶复合材料的热导率随着MXene质量分数的增加而增大,当MXene含量为6wt%时,复合材料的热导率为1.57 W/m·K,这个值高于其他的导热增强材料。对不同MXene含量的复合材料进行电磁屏蔽性能测试,当MXene含量为6wt%时,复合材料在X波段和Ku波段的电磁屏蔽效能约为50dB,屏蔽效率为1271dBcm2g-1。通过对复合材料的机械性能实验可得出MXene对于聚合物基体的力学性能有很大的提高。对于MXene含量为3wt%和6wt%的复合材料进行传感特性测试,通过准静态拉伸实验可知,MXene含量在逾渗阈值附近（3wt%）的传感器灵敏度更高,应变传感系数可达89.6。此外,MXene/三元乙丙橡胶传感器能够对人体运动行为进行监测。具有高导电性能、导热性能、电磁屏蔽性能的MXene/三元乙丙橡胶复合材料作为传感器具有广泛的应用前景。
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