随着柔性电子器件的快速发展,硅橡胶与石墨烯的复合成为研究热点。通过调控界面相互作用和填料分散状态,可实现材料性能的协同提升。
1. 界面设计与增强机理
采用硅烷偶联剂(如 KH-550)对石墨烯进行表面改性,在硅橡胶基体中形成共价键结合。透射电镜(TEM)显示,改性石墨烯在硅橡胶中呈单分散状态,平均间距约 200 nm。动态力学分析(DMA)表明,当石墨烯含量为 3 wt% 时,复合材料的储能模量提升至 1.2 GPa,比纯硅橡胶提高 5 倍,归因于石墨烯的高刚度和界面应力传递效率。
2. 导电与导热性能优化
通过冷冻干燥法构建三维石墨烯网络,结合硅橡胶的柔性,制备出高导电导热复合材料。当石墨烯含量为 8 vol% 时,电导率达 150 S/cm,热导率达 2.5 W/(m・K),分别为纯硅橡胶的 10¹⁷倍和 10 倍。该材料在柔性加热片中表现出快速响应特性(5 秒内升温至 80℃)。
3. 多功能集成应用
将压阻效应与热响应结合,开发出具有触觉感知和自加热功能的智能皮肤。实验显示,材料在 10% 应变下电阻变化率达 200%,同时在 10 V 电压下表面温度稳定维持在 45℃,适用于可穿戴医疗设备。
气相半透明液体硅橡胶 IOTA LSR 60系列