成一个连续的、良好的导电网络通路，因此，在低含量时就显示出优异的导电性能，而在
含量相同时其导电性能也比颗粒粉末状导电原料的导电性能好得多。
2．1．2 CF 含量对纸张力学性能的影响
    如前所述，植物纤维和 CF 在纸张中发挥不同的作用。植物纤维之问形成化学键结合构
成纸张的基本框架；而作为形成导电网络通路的 CF 由于表面活性基团很少，它们之间以
及与植物纤维之间基本没有形成有效的化学键结合。表 3 为抗张指数随 CF 含量变化的关
系。
表 3 CF 含量对纸张抗张指数的影响

注纸张定量为 60g／m2。
    由表 3 可知，碳纤维导电纸的抗张指数随 CF 含量的增加先上升后下降。CF

≤

含量 5％

时，随着 CF 含量的提高导电纸的抗张指数由 30．28 N·m／g 提高至 33．71 N·m／g；之
后，随着 CF 含量的增加抗张指数下降。由此可见，虽然 CF 之间及与植物纤维之间难以
形成有效的化学键结合，但在一定范围内 CF 对纸张还是有增强效果的。碳纤维导电纸抗
张强度随着 CF 含量先上升后下降的现象与 CF 特性有关。
                  
图 2 CF 的 SEM 图(×4500)
由 CF 扫描电镜图(见图 2)可以看出，经过高温碳化后 CF 表面还保留着较多原丝时的棱角，
表面比较粗糙，比表面积较大，因而被植物纤维包围时和植物纤维的接触面积较大，在
一定范围内(本实验 CF

≤

含量 15％1 与植物纤维产生较大的交织力；而 CF 的纤维长度比

植物纤维长，抗拉强度也高，从而弥补了由于植物纤维减少而导致的纤维问总化学结合
力的损失，使纸张的强度不仅没有下降反而有所上升。这种现象在其他含有合成纤维的纸
品中有过类似的情况[13]。
植物纤维进一步减少，一方面使得总化学键结合力下降，另一方面也使得 CF 与植物纤维
交织力下降(cF 周围的植物纤维减少)，从而使得纸张的抗张强度下降。
    因此，碳纤维导电纸在保持较高导电性 (体积电阻率 6．5～0．178Ω·cm)的情况下还能
保持较好的抗张强度(

≥

抗张指数 30．20 N·m／g)。

2．2 纸张定量对导电纸导电性能的影响
2．2．1 纸张定量对导电纸体积电阻率的影响
  表 4 是体积电阻率随纸张定量变化的关系。
表 4 纸张定量对体积电阻率的影响

                   

注 CF 售量为 25％。

由表 4 可知，对于 CF 含量固定的导电纸来说，其体积电阻率基本保持不变，即导电纸的
体积电阻率与纸张的定量无关，而由 CF 含量决定，含量确定后，体积电阻率一定。对于
CF 含量为 25％的导电纸来说，其体积电阻率为 0．110 Ω·cm 左右。这也说明了体积电阻
率是材料固有的属性。对于碳纤维导电纸来说，体积电阻率反映了 CF 含量一定时纸张的
导电性能。
2．2．2 定量对导电纸电阻值的影响
    对于 CF 含量一定而定量不同的纸张来说，虽然体积电阻率基本不变，但是其电阻值
是不同的，随定量变化而变化，如表 5

“

”

中 实测电阻值 所示。

    随着纸张定量的增加电阻值不断下降，因此，定量的增加虽然没有使纸张的体积电阻
率下降，但却使纸张的电阻值下降。
    为了进一步弄清楚定量与电阻值的关系，尝试建立物理导电模型来研究这一关系。