纳米炭黑复合粒子填充法制备柔韧性透明导电薄膜的基础研究

如何制备柔韧性好、价格低廉且易于加工的透明导电薄膜是材料科学研究的一个前沿课题。本项申请提出了一种新的制备方法，即用粒径在20纳米以下、折光率与基体聚合物相近、并可组装成低填充网络的有机小分子接枝的炭黑填充到透明聚合物，制备出与碳纳米管填充聚合物相比在导电性、价格和加工性上有竞争优势的新型透明导电薄膜。主要研究炭黑聚集体的破碎机理和有机小分子的接枝机理，接枝层厚度对纳米炭黑粒子光电特性的影响，利用纳米炭黑粒子的接枝分子组装、模板的组装及相分离偏析等手段构筑低填充导电网络等。其创新之处在于首次利用原位干法接枝技术制备光电特性可控的纳米炭黑复合粒子，并通过组装使其在透明聚合物基体中形成低填充导电网络。对炭黑的接枝改性，由聚合物扩展到小分子甚至是官能团，是对纳米材料的设计和制备研究的重大补充和发展。通过纳米炭黑粒子的定向组装来构筑低填充导电网络，对制备功能性纳米复合材料有重要指导意义。