與傳統(tǒng)的碳素系導(dǎo)電介質(zhì)相比，使用碳納米管或石墨烯等新興碳素材料作為導(dǎo)電介質(zhì)，在理論上可以在極少添加量下實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)電性能，并可使材料易于實(shí)現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用目標(biāo)設(shè)計(jì)，為其在填充型導(dǎo)電復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用提供了非常廣闊的前景。但在導(dǎo)電性納米復(fù)合材料中，導(dǎo)電粒子的種類、粒子形態(tài)、分散狀態(tài)、添加量等因素對其材料的導(dǎo)電性能具有較大的影響。而且針對不同體系，如何降低其導(dǎo)電粒子的逾滲值，建立導(dǎo)電模型和定量關(guān)系式，在導(dǎo)電性高分子納米復(fù)合材料的研究和應(yīng)用中具有重要的意義。
近年來，清華大學(xué)化工系高分子所針對PC、POM、PBT、PP、AS、ABS、PA等十幾種樹脂，在各種導(dǎo)電性高分子納米復(fù)合材料制備方法、導(dǎo)電機(jī)制及導(dǎo)電模型分析等方面，進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，并建立了一系列相關(guān)的導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料的技術(shù)方法。
清華大學(xué)化工系高分子所研究的方向主要有高分子復(fù)合技術(shù)、高分子共混/合金技術(shù)以及混雜復(fù)合技術(shù)制備導(dǎo)電性高分子納米復(fù)合材料。
高分子復(fù)合技術(shù)制備導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料的方法，是指利用無機(jī)填充劑的體積排除作用制備導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料的方法。該方法的合理使用不僅可以提高導(dǎo)電性高分子納米復(fù)合體系的導(dǎo)電性能，而且可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對材料物理機(jī)械性能的改善，并可以有效地降低材料成本。
高分子共混、合金技術(shù)是對高分子材料進(jìn)行改性，使其實(shí)現(xiàn)高性能化或功能化的基本技術(shù)方法。該技術(shù)方法不僅可以用于導(dǎo)電性高分子合金的制備，也可以在提高導(dǎo)電性高分子納米復(fù)合體系的導(dǎo)電性能方面，在實(shí)現(xiàn)材料高性能化、低成本化方面實(shí)現(xiàn)更廣泛的設(shè)計(jì)。
在填充型導(dǎo)電復(fù)合材料的制備過程中，利用導(dǎo)電介質(zhì)形態(tài)的差異進(jìn)行混雜復(fù)合也是改善導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料導(dǎo)電性能的有效方法。目前有關(guān)研究主要集中在實(shí)驗(yàn)研究和理論研究兩個(gè)方面，實(shí)驗(yàn)研究主要集中在選擇合適導(dǎo)電介質(zhì)和尋找優(yōu)化的比例關(guān)系，理論研究主要集中在探討導(dǎo)電填料協(xié)同機(jī)理。清華大學(xué)化工系高分子所利用CNT、CB、石墨或其他碳素介質(zhì)制備了各種雙導(dǎo)電介質(zhì)填充的導(dǎo)電性高分子復(fù)合材料，并在通過體積排除理論建立模型的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出預(yù)測雙導(dǎo)電介質(zhì)含量的公式，且驗(yàn)證了公式的普適性。
