硅橡胶导电网络的研究进展

有机硅化合物在近年来已经成为国内外研究者密切关注的热门研究领域。有机硅产品的种类众多，包括硅树脂、硅橡胶、硅油等。当中，硅橡胶以其优异的耐高低温、耐油性能、优异的加工性能、力学性能以及独特的化学稳定性，在众多橡胶中脱颖而出，并在航空航天、医学及电子领域中起着举足轻重的作用。

硅橡胶作为一种较好的绝缘材料，主要应用于电子工业的电线绝缘层、电器密封圈、插接件等方面，但随着科技的进步和社会的发展，大众对材料的需求已然不限于其固有特性，还期待它在固有特性的前提下具有其他优异的性质，进而延伸材料的应用领域。鉴于此理念，功能性硅橡胶的研究就此展开。为了打破硅橡胶电绝缘性能带来的限制，导电硅橡胶应运而生。为了能塑造硅橡胶优异的导电性能，则可以在硅橡胶结构中构建连续不断的导电网络，无疑是导电硅橡胶制备工艺中最重要的一环。

导电硅橡胶作为导电高分子材料中重要的分支，其不仅保留了硅橡胶基体易加工、高回弹性、高耐候性等特性，也可以通过调控导电填料的类型、用量而使材料达到所需要的导电性能。导电硅橡胶常见的导电填料主要分为2类：一是金属系填料(如铜粉、银粉、镍粉、镀镍玻璃微珠、镀镍石墨等);二是碳系填料(如导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯等)。当中，金属系填料的导电性能整体优于碳系填料，显然金属系填料价格昂贵，密度较大，一般需要比较大的添加量才能获得较好的导电性能，再加上其与硅橡胶的相容性极差，这使得其制备的硅橡胶综合性能明显下降；即使碳系填料的导电性能相对金属系填料较弱，但是其来源广泛、不易氧化，易形成连续导电网络。导电硅橡胶获得优异导电性的关键，源于导电网络的结构优化，即构建完善连续不断的导电网络，以便为电子在绝缘硅橡胶基体中的流动带来连续不断的导电通路。

以硅橡胶为基体构建导电网络的工艺各种各样，传统意义上的制备工艺有直接共混法、溶液共混法、乳液共混法、溶胀扩散法及其沉积涂层法等。除此之外，室温硫化硅橡胶在硫化前流动性非常好，因而科研人员也尝试通过渗透回填的工艺，将液态的硅油填入预制的导电网络结构，进而制备出具备连续导电网络的导电硅橡胶。