Page 70 - 《精细化工》2020年第9期

·1784· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

采用半导体粉末电阻率测试仪对材料的电阻率进行 5.50~23.40、1.65~5.93 和 1.75~6.72 Ω·cm 之间变化；
测试，其中 MWCNT 和 MA/MWCNT 的电阻率测试 其中，MWCNT 电阻率最小，MA/MWCNT 电阻率
情况见图 14。 最大，因为该材料中 MWCNT 含量最低，剩下 3 种
材料中 MWCNT 的含量仅相差 1%，所以电阻率很
接近；压力从 1 MPa 升到 4 MPa, MWCNT、
LA/MWCNT、MA/MWCNT、PA/MWCNT、SA/MWCNT
5 种材料的电阻率分别减小 54.8%、55.5%、55.1%、
50.8%和 55.7%；压力从 4 MPa 升高到 10 MPa，材
料电阻率分别减小 50.0%、40.6%、42.9%、38.4%和
36.9%；压力从 1 MPa 变到 11 MPa 时，LA/MWCNT、
MA/MWCNT、PA/MWCNT、SA/MWCNT 材料电阻
率分别减小 75.9%、76.5%、72.2%和 74.0%。
将电阻率随压力变化的曲线进行指数拟合〔拟
合公式：y=y 0 +A 1 ×exp(–x/t 1 )，其中，y 是电阻率，Ω·cm；
x 是压力，MPa；y 0 、A 1 和 t 1 均为常数〕，结果见表
2
7。可以看出，确定系数 R 很接近 1，说明电阻率与
压力相关性较高，因此，可以根据拟合公式计算任
意压力下的电阻率。

表 7 电阻率曲线指数拟合结果
Table 7 Exponential fitting results of the resistivity curves
材料 指数拟合方程 系数 R 2

MWCNT y=0.06362+0.36174×exp(–x/2.44203) 0.98982
a—MWCNT；b—MA/MWCNT LA/MWCNT y=1.53630+6.88209×exp(–x/2.2164) 0.99384
图 14 成型复合相变材料的电阻率随成型压力变化情况 MA/MWCNT y=5.93382+27.3794×exp(–x/2.10965) 0.98809
Fig. 14 Change of resistivity with pressure
PA/MWCNT y=1.73450+6.28035×exp(–x/2.35373) 0.99103
从图 14a 和 b 可以看出，成型压力<4 MPa 时， SA/MWCNT y=1.83869+7.78305×exp(–x/2.09488) 0.99563

材料电阻率随压力增加而快速减小；4 MPa≤成型压
力≤10 MPa 时，电阻率减小速度变缓；成型压力> 3 结论
10 MPa 后，材料电阻率趋于稳定，其变化规律跟文
（1）在纯 LA、MA、PA 和 SA 中添加 MWCNT
献[37]一致，其他材料电阻率变化规律也一样。因
的最佳质量分数分别为 24%、19%、25%和 26%，
此，仅对固定成型压力下材料电阻率的平均值进行
添加不同质量分数 MWCNT 且在不同压力下成型后
分析，结果见表 6。 3
复合相变材料的密度在 0.99~1.15 g/cm 之间变化，
表 6 特定压力下成型复合相变材料电阻率 压力对泄漏率的影响较小，吸水 1 h 后复合材料质
Table 6 Resistivity of composites as form-stable phase 量增量小于 0.0381 g，材料具有良好的疏水性。
change materials at fixed pressure
（2）纯有机酸在不同压力下成型会抑制其融
施加 材料电阻率/（Ω·cm）
压力/ 化，而添加 MWCNT 后在不同压力下成型蓄热过程
MPa MWCNT LA/MWCNT MA/MWCNT PA/MWCNT SA/MWCNT 加快，并且温度场的分布更加均匀，说明添加
1 0.31 5.98 23.40 5.93 6.72 MWCNT 可以增强材料的传热。
2 0.21 4.21 15.60 4.24 4.73 （3）4 MPa 下成型复合相变材料和未成型复合
4 0.14 2.66 10.50 2.92 2.98
材料在不同水浴条件蓄-放热测试结果显示，成型会
6 0.10 2.13 8.10 2.36 2.44
使复合材料蓄热过程变迟缓，但总体上还是比纯有
8 0.08 1.83 6.80 2.03 2.07
机酸蓄热时间短，说明添加 MWCNT 加快材料的蓄
10 0.07 1.58 6.00 1.80 1.88
热过程；蓄热水浴温度需要高于纯有机酸熔点 10 ℃
11 0.06 1.44 5.50 1.65 1.75
以上，蓄热时材料的温度才能达到熔点。
从表 6 可以看出，施加压力在 1~11 MPa 之间 （4）复合材料导热率测试结果显示，其在熔点
变化时，材料电阻率分别在 0.06~0.31、1.44~5.98、 下的导热率分别为 1.04、0.94、0.91 和 0.90 W/(m·K)，