聚甲醛导电材料的研究与应用

聚甲醛（POM）是一种具有高拉伸强度、高硬度、耐蠕变性和耐化学性等优异性能的工程塑料。然而，POM自身的热稳定性较差，与其他助剂的相容性差，这使得其在抗静电和导电方面的改性较为困难。为了克服这些限制，研究者们通过添加导电填料如炭黑、碳纳米管、玻璃纤维等，成功制备了导电聚甲醛复合材料。

1. 炭黑和抗静电剂的协同使用

   研究表明，炭黑和改性抗静电剂的协同使用可以显著提高POM的导电性能。例如，炭黑和改性抗静电剂改性硅油的配合使用，可以使POM的表面电阻率达到102Ω/cm，同时其力学性能也有所改善。此外，增韧剂聚氨酯弹性体（TPU）的加入进一步提高了POM的冲击强度，但会增加其表面电阻率。

2. 还原氧化石墨烯的应用

   还原氧化石墨烯（rGO）的引入不仅提高了POM的防静电性能，还保持了良好的机械性能。研究表明，rGO负载量为1%时，POM织物的表面电阻率为4.37×10^9Ω/9cm，且经过20次水洗后表面电阻率无明显上升。这种双功能层结构的POM织物具有良好的防静电性。

3. 多壁碳纳米管（MWCNTs）的加入

   多壁碳纳米管（MWCNTs）的加入可以显著提高POM的导电性和热稳定性。研究发现，当MWCNTs含量为1.0 wt%时，POM复合材料的导电系数达到0.5289 k（W/m K），比纯POM提高了约4.8倍。此外，MWCNTs的加入还形成了较高的界面热阻，进一步提高了复合材料的导电性能。

4. 其他改性方法

   除了上述方法外，还有研究通过添加氮-磷阻燃剂和抗静电剂复配，制备了阻燃抗静电改性聚甲醛复合材料。这些材料不仅具有优异的导电性能，还具备良好的阻燃性能。

 结论

聚甲醛导电材料的研究取得了显著进展，通过添加导电填料和改性剂，可以显著提高POM的导电性能和力学性能。这些改性聚甲醛材料在静电耗散、电磁屏蔽、传感器等领域具有广泛的应用前景。未来的研究可以进一步优化填料的种类和用量，提高复合材料的综合性能。