聚偏氟乙烯基高介電納米復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。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。通過納米復合技術(shù)制備聚合物/納米填料復合材料,在保持聚合物的加工性能和韌性的同時,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,以電導率非常高的石墨烯為主要填料,制備了一系列復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基復合材料。
　　本文首先以陶瓷顆粒鈦酸鋇(BT)和導體顆粒石墨烯(rGO)為填料,制備了PVDF/BT/rGO復合材料。通過改性Hummers法制備的氧化石墨烯(GO)因為含有大量羧基而帶負電,用氨基硅烷對鈦酸鋇進行表面改性后,鈦酸鋇表面則帶正電,二者可以通過靜電作用相互結(jié)合,這一點在透射電鏡(TEM)下得到了驗證。
　　在制備PVDF/BT/rGO復合材料過程中,選擇鈦酸鋇的體積分數(shù)

3、為40％,隨著rGO含量的增加,PVDF/BT/rGO復合材料的介電常數(shù)逐漸增加。當rGO含量為0.7%時,體系達到逾滲。隨后介電常數(shù)開始下降。在rGO含量為0.6%時,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怎么變化,實現(xiàn)了在較低摻量下取得較高介電常數(shù)的預期目標。通過變溫介電測試進一步發(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