聚合物基鈦酸鋇-聚苯胺復(fù)合材料的制備與研究.pdf

1、電介質(zhì)材料由于其在高儲(chǔ)能電容器、無(wú)緣電容器、微波材料等領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用得到了研究者們的廣泛重視，尤其在儲(chǔ)能電容器材料方面有很好的應(yīng)用前景。電介質(zhì)材料產(chǎn)生的原因是電介質(zhì)的極化，不同的材料極化的方式和程度會(huì)有不同，因此人們對(duì)電介質(zhì)展開(kāi)了一系列的研究。
　　目前研究較多的主要有單相陶瓷材料：比如鈦酸鋇、鈦酸銅鈣等。單相的陶瓷材料雖然具有較高的介電常數(shù)，較低的介電損耗，但是陶瓷材料需要高溫?zé)Y(jié)，制備工藝比較復(fù)雜；兩相復(fù)合材料：一般包括陶瓷

2、/聚合物復(fù)合材料和導(dǎo)體/聚合物復(fù)合材料，研究較多的導(dǎo)體主要有金屬類(lèi)導(dǎo)體、碳類(lèi)的導(dǎo)體、導(dǎo)電高分子類(lèi)導(dǎo)體；三相復(fù)合材料：主要為簡(jiǎn)單的摻雜三相復(fù)合，一般包括陶瓷材料、導(dǎo)體材料、聚合物基體材料。
　　本文主要是對(duì)兩種兩相復(fù)合材料：鈦酸鋇（BaTiO3）/聚合物復(fù)合材料、聚苯胺（PANI）/聚合物復(fù)合材料進(jìn)行制備和研究，并提出了一種以核殼結(jié)構(gòu)為填充粒子的三相復(fù)合材料：BaTiO3-PANI/聚合物復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行表征和介電性能的測(cè)試，研

3、究了怎樣得到介電常數(shù)高，并且介電損耗低的介電性能好的電介質(zhì)材料。
　　(1)鈦酸鋇/聚合物復(fù)合材料：先采用溶膠凝膠法合成 BaTiO3的陶瓷粉體材料，BaTiO3陶瓷的晶形為四方相，將BaTiO3與聚合物進(jìn)行共混，在玻璃板上流延成型，通過(guò)對(duì)其介電性能的測(cè)試，得出結(jié)論：復(fù)合材料的介電常數(shù)隨BaTiO3的含量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢(shì)，當(dāng) BaTiO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到60％時(shí)，介電常數(shù)最大，而介電損耗則隨著B(niǎo)aTiO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加一直增

4、大，在到達(dá)60%之后，增加的速率變大。但是發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合材料的介電常數(shù)相對(duì)較低，可能在高儲(chǔ)能材料方面受到限制。
　　(2)聚苯胺/聚合物復(fù)合材料：乳液聚合法制備導(dǎo)電PANI，并采用紅外、掃描電鏡和透射電鏡等對(duì)導(dǎo)電PANI進(jìn)行表征，將導(dǎo)電PANI與聚合物共混，玻璃板上流延成膜，形成導(dǎo)體/聚合物復(fù)合材料，通過(guò)對(duì)其介電性能的測(cè)試，得出以下結(jié)論：隨著導(dǎo)體材料導(dǎo)電 PANI的增加，復(fù)合材料的介電常數(shù)增加，介電損耗也相應(yīng)增加，在PANI的體積分

5、數(shù)達(dá)到一定量，也就是滲流閾值附近時(shí)，介電常數(shù)和介電損耗均發(fā)生突變，實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明復(fù)合材料的滲流閾值為0.13，但是發(fā)現(xiàn)這種材料也有一定的缺點(diǎn)，其介電損耗較高。
　　(3)鈦酸鋇-聚苯胺/聚合物復(fù)合材料：本實(shí)驗(yàn)利用PANI包覆BaTiO3得到核殼粒子結(jié)構(gòu)，采用乳液聚合在BaTiO3顆粒上進(jìn)行導(dǎo)電PANI的聚合，并對(duì)其進(jìn)行掃描電鏡、X射線衍射表征，將得到的核殼粒子與聚合物共混成型，得到BaTiO3-PANI/聚合物復(fù)合材料并對(duì)其進(jìn)行