新型聚苯并咪唑基介電復(fù)合膜的制備及性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)質(zhì)量輕和大容量的儲(chǔ)能材料需求越來越迫切。高介電性聚合物基復(fù)合材料同時(shí)具備介電性能優(yōu)異，質(zhì)量輕，易加工等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)儲(chǔ)能材料的發(fā)展具有重要意義，然而目前廣泛研究的高介電性聚合物基復(fù)合材料所用聚合物基底通常耐熱性較差，不能在高溫下長期使用。本文選擇具有高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的聚苯并咪唑(PBI)作為聚合物基體，制備耐高溫的高介電聚合物基復(fù)合材料，分別制備了PBI/TiO2復(fù)合膜，PBI/Gn-TiO2復(fù)合膜及PBI/Ag@TiO

2、2復(fù)合膜三個(gè)系列的介電復(fù)合膜材料，并研究了其微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)晶性能、熱穩(wěn)定性和介電性能等性質(zhì)。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用溶液澆鑄法制備PBI/TiO2復(fù)合膜并研究其性能:通過微波輔助的溶液縮聚法制備聚苯并咪唑，通過改性的溶膠凝膠法制備金紅石型的二氧化鈦粉末，并用KH550對(duì)其進(jìn)行改性得到kTiO2，將納米TiO2和kTiO2分別用溶液共混法與PBI復(fù)合，制備得到不同TiO2和不同kTiO2含量的復(fù)合膜。納米TiO2在復(fù)合膜中分

3、布均勻，且復(fù)合膜均表現(xiàn)出優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在450℃下失重量很少。隨著TiO2含量的增大，復(fù)合膜的介電常數(shù)先降低后增大，在1000Hz加入量為20wt％時(shí)達(dá)到20.5。隨著kTiO2添加量的增大，復(fù)合膜的介電常數(shù)出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但其頻率穩(wěn)定性得到明顯提高。復(fù)合膜的介電損耗均保持在較低的水平。
　　(2)采用溶液澆鑄法制備PBI/Gn-TiO2復(fù)合膜并研究其性能:通過改進(jìn)的Hummer法制備氧化石墨，并采用一步溶劑熱法制備石墨烯負(fù)載納米

4、二氧化鈦(Gn-TiO2)，將Gn-TiO2與PBI復(fù)合，制備一系列不同Gn-TiO2添加量的復(fù)合膜。Gn-TiO2在復(fù)合膜中分布均勻，且復(fù)合膜熱穩(wěn)定性良好，在500℃下失重量很少。在Gn-TiO2摻雜量為3wt％時(shí)，復(fù)合膜的介電常數(shù)和介電損耗均出現(xiàn)了較為明顯的增長，在該添加量時(shí)達(dá)到滲流閾值。
　　(3)采用溶液澆鑄法制備PBI/Ag@TiO2復(fù)合膜并研究其性能:通過一步還原水解法制備Ag@TiO2，將其與PBI進(jìn)行復(fù)合，制備了P