多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电纳米复合材料的制备及其性能研究

摘要

高介电常数的聚合物基电介质复合材料在电子和电机等行业中有着极为重要的应用，因此提高电介质材料的介电常数非常有意义。碳纳米管(CNT)具有较大的长径比和较高的电导率，使其成为比较合适的高介电复合材料的填料。尽管在过去的一段时间，人们对碳纳米管填充复合材料的介电行为和渗流现象进行了一定的研究，然而对于其在交变电场下的极化规律以及电导机理仍然不是很清楚。 本文主要研究了多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)高介电纳米复合材料的制备方法及其性能。为了提高填料与基体的相容性，采用混酸和格氏试剂对MWNT进行了化学改性。然后通过溶液法制备了三种MWNT填充的复合材料。结果表明混酸及格氏试剂改性MWNT后，其在PVDF中的分散性有所提高。MWNT的加入导致PVDF晶型由非极性相向极性相转变，结晶度也随MWNT含量的增多先增大后减小，并且复合材料的结晶影响其介电性能。MWNT尤其是改性碳纳米管的加入，显著提高了复合材料的介电性能。低频(100Hz)下，MWNT/PVDF复合材料的介电常数高达400左右；酸处理MWNT填充的复合材料介电常数高达700左右；而格氏试剂处理MWNT填充的复合材料具有超高的介电常数，高达7500左右。而且三种复合材料体系的渗流阈值都比普通的导电填料(球形导电微粉)填充聚合物复合体系的渗流阈值低。这种复合材料有望在电活性材料领域得到应用。

目录

文摘

英文文摘

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一.文献综述

二.多壁碳纳米管的改性

三.MWNT/PVDF复合材料的制备及其性能研究

四.结论

参考文献

致谢

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