硅烷偶联剂改性SiC晶须/PVDF复合薄膜的制备及其介电性能研究

摘要

设计填料为半导体纳米晶须、基体为高分子聚合物是制备具有良好介电性能和力学性能材料的基本要求。首先利用化学改性法将不同硅烷偶联剂修饰在碳化硅晶须(SiC_w)表面,再利用溶液流延法制备改性SiC_w/聚偏氟乙烯(PVDF)复合薄膜。采用直接观察、FT-IR和热重分析对SiC_w的改性效果进行评价,通过SEM观察SiC_w在PVDF中的分布情况,并测试了该复合薄膜的介电性能随温度的变化情况。结果表明:利用本文的试验方法可成功将硅烷偶联剂引入到SiC_w表面;SEM结果显示,利用化学改性法可有效改善SiC_w的团聚问题,使其均匀分布在PVDF基体内;TGA结果表明,添加SiC_w作为填料可有效改善复合材料的热稳定性能,且当采用KH792型硅烷偶联剂时修饰率为6.37%。室温介电性能测试结果表明:添加改性SiC_w可提高复合材料的介电常数,相对纯PVDF提高了近8倍;在0.1wt%KH792-SiC_w/PVDF的介电性能测试中,当f=100 Hz时介电常数εr达到最大值33,介电损耗tanδ达到最小值0.07,且随频率的增加介电常数逐渐减小,介电损耗先减小后又增加;随着温度的增加,介电常数和介电损耗逐渐增加,当f=500 Hz,T=150℃时,εr最大为110,对应tanδ也最大为1.76。