改性膨脹石墨-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料介電性能的研究.pdf

1、近年來,隨著電子/電氣領(lǐng)域的快速發(fā)展,高介電常數(shù)材料的需求十分迫切,需要不斷的創(chuàng)新和研究。其中,高介電常數(shù)聚合物基復(fù)合材料由于其質(zhì)輕、加工簡單而得到了廣泛研究和應(yīng)用,可以用作高儲(chǔ)能電容器、電活性材料、人工肌肉和智能皮膚。其中,導(dǎo)體/聚合物基復(fù)合材料中導(dǎo)體填料在較少含量時(shí)就能達(dá)到高的介電常數(shù),但是導(dǎo)體/聚合物基復(fù)合材料接近滲流閾值時(shí)介電常數(shù)和介電損耗都發(fā)生突變,而高的介電損耗會(huì)消耗電能產(chǎn)生熱量,是需要避免的,因此,怎么樣在高介電常數(shù)時(shí)降低

2、介電損耗是一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　最初,一些學(xué)者對導(dǎo)體填料進(jìn)行偶聯(lián)劑改性,發(fā)現(xiàn)好的界面可以降低復(fù)合材料的介電損耗;后來對導(dǎo)體填料進(jìn)行了包覆改性,阻止導(dǎo)體之間的接觸,降低導(dǎo)體接觸產(chǎn)生漏電電流而導(dǎo)致的介電損耗。包覆改性是一種有效的措施,但是也存在著一些問題。首先,都是進(jìn)行完全包覆,把導(dǎo)體包覆在里面,因此,導(dǎo)體與樹脂之間的界面極化減小,甚至消失,滲流閾值很高,因此需要大量的填料才能達(dá)到高的介電常數(shù);其次,導(dǎo)體上的包覆層一般沒有活性基團(tuán),在樹

3、脂基體中的分散性差,易團(tuán)聚。針對以上問題,本文設(shè)計(jì)了一種包覆程度可控的雜化功能體,且導(dǎo)體和包覆層都有大量的活性基團(tuán),分別研究了雜化功能體對兩相復(fù)合材料和三相復(fù)合材料的介電性能和其他性能的影響。
　　膨脹石墨(EG)具有高的電導(dǎo)率,大的徑厚比和比表面積,可以形成大量片層結(jié)構(gòu)的微電容;更重要的是,EG在制備過程中片層表面就帶有C–O–C、C–OH和 C=O官能團(tuán),可以直接對它進(jìn)行改性。二氧化硅納米顆粒,可以通過St?ber法合成,二氧

4、化硅顆粒也存在大量的羥基。
　　本文制備了包覆程度可控的二氧化硅包覆膨脹石墨雜化功能體,加入熱固性樹脂環(huán)氧樹脂(EP)中,研究了包覆程度不同的填料對兩相復(fù)合材料和三相復(fù)合材料的介電性能的影響。
　　首先,做了正交實(shí)驗(yàn),制備了不同包覆程度的EG@SiO2(ES),后制備了ES/EP復(fù)合材料,與EG/EP復(fù)合材料相比,ES/EP復(fù)合材料中的ES在樹脂基體中有更好的分散性,可以得到更多的片層結(jié)構(gòu)。ES/EP復(fù)合材料有著更高的介電常