新型石墨烯/硅橡胶纳米复合电介质泡沫材料的制备及介电性能评价

发布时间：2021-06-26 10:11

　　通过室温硫化（RTV）法制备了不同泡孔直径的石墨烯/有机硅橡胶泡沫复合材料。提出了一种制备不同发泡倍数的双组分室温硫化加成型有机硅橡胶泡沫复合材料的工艺;讨论了石墨烯含量、发泡倍数、泡孔的数目和尺寸对室温硫化硅橡胶泡沫介电性能的影响。结果表明,在同一发泡倍数下,介电常数随石墨烯的添加量增加而增加,达到阈值后降低;在同一石墨烯添加量下,泡孔尺寸和泡孔数目有着不同贡献:直径、泡孔数目较少时,介电常数降低,泡孔的总数和大孔的占比较多时,介电性能最佳。此外含有石墨烯的有机硅橡胶泡沫复合材料较纯硅橡胶泡沫而言,其介电常数提升了6倍左右,同时保持着较低的介电损耗。 

【文章来源】：塑料工业. 2020,48(08)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同石墨烯质量分数下，发泡倍数为4的复合材料(F4)中的分布状态

由图1可知，片状褶皱状为石墨烯，在同一发泡倍数下，随着石墨烯质量分数的增加，石墨烯在基体中的数量明显增多。在低于3.0%时，整体来看石墨烯在基体中分布比较均匀、搭接比较少。当石墨烯的含量再增多时，出现部分片状石墨烯搭接、重叠。图2中其他发泡倍数下，效果类似:分散比较均匀，没有发生严重的团聚现象。由图2可以看出，所有含量和发泡倍数下的泡孔既有开孔，也有闭孔。当发泡倍数为2时(F2)，随着石墨烯的加入，复合材料中的泡孔数目增加，泡孔由大小不均逐渐变得细化、均化。其解释可以根据成核原理[24]:这是由于片状石墨烯的加入，增加了发泡过程中的异相成核点，发泡过程中产生了更多的泡孔。当石墨烯质量分数继续增加至4.0%时，出现了部分的大泡孔，这是石墨烯的填量增多，泡孔成型过程中部分泡孔出现了合并。在同一石墨烯质量分数(3.0%)下，随着发泡倍数的增加，泡孔的数目增多，闭孔的数目也在增加。在F2-5中包含着部分直径较大泡孔和均化后的小泡孔。

2.2 复合材料的表观密度和泡孔形态为定量分析复合材料泡孔的形态，对复合材料的相对密度、平均泡孔直径分布、平均泡孔直径以及泡孔的密度进行了统计。由图3和表1可知，复合材料的相对密度为0.2～1.0。在1.0%石墨烯的添加量下，各发泡倍数下的泡沫材料的泡孔尺寸呈正态分布状态，这与文献[24]所述一致。且随着发泡倍数F2～F5的增加，泡孔的数目增加，平均泡孔尺寸呈现减小状态，泡孔得到细化;泡孔的密度也呈增加的趋势。可知，发泡倍数的不同是由于产生的泡孔数目不同，泡孔尺寸不同。F2-5泡沫材料的平均泡孔尺寸介于F4和F5之间，泡孔密度也介于F4和F5之间。结合图3可知，产生上述结果可能是由于发泡倍数为2和5的泡沫材料进行复配后产生了部分较大直径的泡孔和较多的较小直径的泡孔。对泡孔尺寸占比及泡孔数目进行了统计，如表1所示，随着发泡倍数的增加，直径大于150μm的泡孔所占总泡孔的比例减小，总的泡孔数目在增加。F2-5中大于150μm的泡孔所占比例介于F4和F5之间，而泡孔的数目最多。

【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯/环氧树脂纳米复合材料的制备与热膨胀特性分析[J]. 胡荣杰,甯尤军,肖藤,雷玲,阿拉木斯,胡宁.  重庆大学学报. 2018(06)

硕士论文
[1]通过超临界二氧化碳发泡技术制备导电聚苯乙烯/石墨烯纳米复合材料微孔泡沫[D]. 胡琪卉.北京化工大学 2014



本文编号：3251146