聚偏氟乙烯基高介電納米復(fù)合材料的制備與介電性能研究.pdf

1、高介電材料在現(xiàn)代電力電子工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的陶瓷介電材料雖具有高的介電常數(shù),但存在加工溫度高、韌性差的缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的聚合物介電材料具有較好的加工性能和韌性,但介電常數(shù)較低。通過(guò)納米復(fù)合技術(shù)制備聚合物/納米填料復(fù)合材料,在保持聚合物的加工性能和韌性的同時(shí),獲得較高的介電常數(shù),是獲得綜合性能優(yōu)良的高介電材料的重要途徑。本文以本征介電常數(shù)高的聚偏氟乙烯(PVDF)為基體,以電導(dǎo)率非常高的石墨烯為主要填料,制備了一系列復(fù)合材料并表征了其介電

2、性能,最終獲得了高介電低損耗的PVDF基復(fù)合材料。
　　本文首先以陶瓷顆粒鈦酸鋇(BT)和導(dǎo)體顆粒石墨烯(rGO)為填料,制備了PVDF/BT/rGO復(fù)合材料。通過(guò)改性Hummers法制備的氧化石墨烯(GO)因?yàn)楹写罅眶然鴰ж?fù)電,用氨基硅烷對(duì)鈦酸鋇進(jìn)行表面改性后,鈦酸鋇表面則帶正電,二者可以通過(guò)靜電作用相互結(jié)合,這一點(diǎn)在透射電鏡(TEM)下得到了驗(yàn)證。
　　在制備PVDF/BT/rGO復(fù)合材料過(guò)程中,選擇鈦酸鋇的體積分?jǐn)?shù)

3、為40％,隨著rGO含量的增加,PVDF/BT/rGO復(fù)合材料的介電常數(shù)逐漸增加。當(dāng)rGO含量為0.7%時(shí),體系達(dá)到逾滲。隨后介電常數(shù)開(kāi)始下降。在rGO含量為0.6%時(shí),PVDF/BT/rGO體系的介電常數(shù)比未添加rGO的PVDF/BT體系增加近兩倍,而介電損耗則幾乎沒(méi)怎么變化,實(shí)現(xiàn)了在較低摻量下取得較高介電常數(shù)的預(yù)期目標(biāo)。通過(guò)變溫介電測(cè)試進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),PVDF/BT/rGO的介電常數(shù)受溫度和頻率的影響較大,在高溫低頻下具有非常高的介電常