玻璃纤维表面碳基导电涂层制备及应用研究进展

许淼，邢文忠，章林，许明初，解颜岩（巨石集团有限公司 玻璃研究中心）

摘要：玻璃纤维（GF）因具有高强度、高模量、耐高温、低成本等优点受到关注，但其不导电的特性极大地限制了其在高端新兴技术领域的应用。碳纳米材料作为新兴材料，具有优异的电、磁、光和力学性能，因此在绝缘玻璃纤维表面制备高导电碳层，可赋予其功能性，进一步拓宽玻璃纤维增强复合材料的应用领域。本文系统地从涂层制备方法（如浸渍法、喷涂法、热解法、静电吸附法、电沉积法、化学气相沉积法），涂层形成机理（包括物理吸附、化学键合、机械锚固），涂层导电性能（包括玻璃纤维及其增强材料的电导率、电阻率和电阻），应用领域（如结构检测、电磁屏蔽、电热除冰、能源收集）等方面综述了玻璃纤维表面碳基涂层（碳纳米颗粒层、碳纳米管层、石墨烯及其衍生物）和超级蒙烯材料中蒙烯玻璃纤维的最新研究进展。简单阐述了涂层均一性、厚度以及掺杂等因素对导电性能的影响。综合分析了当前制约碳基导电玻璃纤维规模化生产和实际应用的瓶颈问题及解决策略，并对玻璃纤维表面碳基导电涂层未来的应用前景及研究方向进行了展望。

关键词：玻璃纤维；碳纳米颗粒；碳纳米管；石墨烯；蒙烯玻璃纤维；导电性；复合材料