聚偏氟乙烯接枝薄膜的制備及性能研究.pdf

1、目前，聚合物介電材料的擊穿場強(qiáng)低，高頻下介電常數(shù)低是限制其在高儲能密度電容器方面廣泛應(yīng)用的主要原因。提高介電常數(shù)和耐壓能力是改善材料儲能性能的關(guān)鍵。通過引入含有羰基等極性基團(tuán)的單體，或含有苯環(huán)等結(jié)構(gòu)的剛性分子，加大與PVDF主鏈的相互作用，限制主鏈的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到提高介電常數(shù)和降低介電損耗的目的。
　　本論文中以PVDF薄膜為基體，在其表面接枝含有極性基團(tuán)的單體，制得PVDF-g-MC、PVDF-g-PEMA、PVDF-g-PMMA和

2、PVDF-g-MAH的接枝薄膜。采用的接枝方法為臭氧預(yù)氧化—熱引發(fā)接枝的方法。臭氧的強(qiáng)氧化性使PVDF分子上含有-O-O-、-O-O-H、C=O或自由基等活性基團(tuán)，這些基團(tuán)作為活性位點(diǎn)再與接枝單體發(fā)生反應(yīng)。
　　通過FTIR、XRD和DSC分析發(fā)現(xiàn)，接枝含有極性基團(tuán)的單體后晶體類型均有一定的變化，在某種程度上由非極性的α相向γ相轉(zhuǎn)變。熱穩(wěn)定性也在純膜的基礎(chǔ)上稍有降低。
　　通過對薄膜擊穿強(qiáng)度和介電性能的測試分析，接枝薄膜的耐

3、壓強(qiáng)度和介電常數(shù)在PVDF純膜的基礎(chǔ)上均有所提高。其中，PVDF-g-MC薄膜的性能優(yōu)于其他三種，當(dāng)接枝率為7.4％時(shí)，擊穿場強(qiáng)達(dá)到585MV/m，20Hz時(shí)的介電常數(shù)為12.5，頻率為1MHz時(shí)的介電損耗僅為0.23。放電能量密度為7.76J/cm3(325MV/m)，電場強(qiáng)度為50MV/m時(shí)，放電效率為70.9%，當(dāng)電場強(qiáng)度升高到325MV/m時(shí)仍能保持在64.5%。另外三種接枝薄膜的擊穿場強(qiáng)均在400MV/m以下，介電常數(shù)有所增大