高储能PVDF基复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2017-11-22 05:24

  本文关键词：高储能PVDF基复合材料的制备及其性能研究

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【摘要】：储能材料发展日新月异,对高介电性能复合材料的研究日益增多。本文选择了具有较高机械性能和介电性能的聚偏氟乙烯系列聚合物作为基底,通过加入不同的填料,制备出了多种聚合物基复合材料,并对其介电性能和击穿性能进行了研究。研究内容如下：(1)将聚苯乙烯(PS)加入到聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯(P(VDF-TrFE-CFE))中制备了PS/P(VDF-TrFE-CFE)复合材料。采用硫酸磺化法对PS进行磺化,并将其填充到了聚合物中制备出SPS/P(VDF-TrFE-CFE)复合材料。讨论了磺化和SPS填料的填充量对复合材料介电性能和击穿性能的影响。结果发现与未磺化PS相比,复合材料的介电性能有很大提高,介电常数和击穿场强都得到了提高,介电损耗降低。这表明,聚苯乙烯的磺化过程增加了其与聚合物基底之间的相容性。(2)将有机聚合物聚甲基丙烯酸正丁酯(PBMA)添加到P(VDF-TrFE)基底中制备出PBMA/P(VDF-TrFE)全有机复合材料。讨论了填料添加量对复合材料的介电性能和击穿性能的影响。当PBMA的含量为10 wt%时,复合材料的储能密度最大为6.10 J/cm3,此时介电常数为13.3(1KHz),击穿场强为321MV/m,而且介电损耗仍然保持在较低水平,复合材料具有优异的介电性能。这主要是由于两者之间的相容性较好,此外PBMA分子本身的刚性也提高了复合材料的击穿性能。(3)通过溶液聚合法制备了长径比较大的PANI,并用表面活性剂多巴胺对其进行表面修饰,之后制备了PANl@多巴胺/PVDF复合材料。讨论了多巴胺和填料添加量对复合材料的介电性能和击穿性能的影响。结果表明经过多巴胺修饰的PANI大大提高了复合材料的介电常数,且介电损耗和电导率仍然保持在较低水平,表明复合材料的介电性能较好。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33

【参考文献】

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1 周文英;左晶;任文娥;;高介电常数高分子复合材料的研究进展[J];中国塑料;2010年02期

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本文编号：1213642