聚甲醛導電材料的研究與應用

聚甲醛（POM）是一種具有高拉伸強度、高硬度、耐蠕變性和耐化學性等優異性能的工程塑料。然而，POM自身的熱穩定性較差，與其他助劑的相容性差，這使得其在抗靜電和導電方面的改性較為困難。為了克服這些限制，研究者們通過添加導電填料如炭黑、碳納米管、玻璃纖維等，成功制備了導電聚甲醛復合材料。

1. 炭黑和抗靜電劑的協同使用

   研究表明，炭黑和改性抗靜電劑的協同使用可以顯著提高POM的導電性能。例如，炭黑和改性抗靜電劑改性硅油的配合使用，可以使POM的表面電阻率達到102Ω/cm，同時其力學性能也有所改善。此外，增韌劑聚氨酯彈性體（TPU）的加入進一步提高了POM的沖擊強度，但會增加其表面電阻率。

2. 還原氧化石墨烯的應用

   還原氧化石墨烯（rGO）的引入不僅提高了POM的防靜電性能，還保持了良好的機械性能。研究表明，rGO負載量為1%時，POM織物的表面電阻率為4.37×10^9Ω/9cm，且經過20次水洗后表面電阻率無明顯上升。這種雙功能層結構的POM織物具有良好的防靜電性。

3. 多壁碳納米管（MWCNTs）的加入

   多壁碳納米管（MWCNTs）的加入可以顯著提高POM的導電性和熱穩定性。研究發現，當MWCNTs含量為1.0 wt%時，POM復合材料的導電系數達到0.5289 k（W/m K），比純POM提高了約4.8倍。此外，MWCNTs的加入還形成了較高的界面熱阻，進一步提高了復合材料的導電性能。

4. 其他改性方法

   除了上述方法外，還有研究通過添加氮-磷阻燃劑和抗靜電劑復配，制備了阻燃抗靜電改性聚甲醛復合材料。這些材料不僅具有優異的導電性能，還具備良好的阻燃性能。

 結論

聚甲醛導電材料的研究取得了顯著進展，通過添加導電填料和改性劑，可以顯著提高POM的導電性能和力學性能。這些改性聚甲醛材料在靜電耗散、電磁屏蔽、傳感器等領域具有廣泛的應用前景。未來的研究可以進一步優化填料的種類和用量，提高復合材料的綜合性能。