纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

碳纳米管/聚偏氟乙烯复合材料的制备及其介电性能

作者研究了未经处理的多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯(MWNT/PVDF)复合材料体系的介电性能发现,在低频下,复合材料的介电常数随MWNT的含量增加而迅速增加,当体积分数为2.0%时,介电常数高达300左右,并且复合材料的渗流阈值仅为1.61%.MWNT较大的长径比和较高的电导率导致复合体系渗流阈值较低.发生渗流效应时,复合材料的介电损耗低于0.4,与频率无关.因此,可以认为未经过化学处理的碳纳米管可以大幅度地改善PVDF基复合材料的介电性能.     

四氧化三铁负载石墨烯/聚偏氟乙烯复合电介质材料的温敏极化特性

将水热合成四氧化三铁负载的石墨烯(rGO/Fe_3O_4)引入到聚偏氟乙烯(PVDF)基体中,制备三元复合电介质材料(rGO/Fe_3O_4/PVDF).利用SEM、TEM、XRD、阻抗分析仪等测试手段对复合材料的形貌、结构、介电性能进行了表征,着重研究了材料在不同温度下的介电性能及极化特性.结果表明,Fe_3O_4的存在有效促进了石墨烯的分散,协同增强了PVDF电介质的介电性能.此外,复合材料的表面极化表现出了很强的温度依赖性,其介电常数随着温度升高而增大,尤其在玻璃化转变温度和熔点附近,材料表现出较大的介电松弛.     

石墨烯/聚合物纳米复合材料研究进展

 石墨烯是由单层碳原子通过共价键结合形成的二维片层状结构,是一种新型碳类纳米材料,具有优异的力学、电学和热学等性能,被认为是一种非常有前景的材料,近年来广泛用于改性各种聚合物。本文回顾了石墨烯/聚合物纳米复合材料的制备方法、性能和应用现状;综述了石墨烯/聚合物纳米复合材料的强度、刚度、韧性、电学和热学等性能的研究进展。主要内容包括石墨烯改性聚合物常见的3种制备方法(溶液共混、熔融共混和原位聚合)及其对石墨烯在聚合物基体中分散性的影响,石墨烯/聚合物纳米复合材料力学性能变化规律与作用机理,石墨烯微观结构等因素对材料热学性能以及导电阈值的影响等;讨论了石墨烯/聚合物纳米复合材料的潜在应用和面临的挑战和机遇,并展望了其低成本产业化的发展前景。     

碳纳米管／聚偏氟乙烯-三氟乙烯复合纳米线的制备及其性能研究

主要研究了未经处理的多壁碳纳米管和聚偏氟乙烯-三氟乙烯[-MWCNT／P（VDF-TrFE）的复合纳米线的制备及其介电性能．[MWCNT／P（VDF-TrFE）]混合溶液在正负压差下灌注到氧化铝模板中形成复合纳米线．通过扫描电子显微镜（SEM）可以清楚的看到复合纳米线的表面形貌微结构．X射线衍射（XRD）和差示扫描量热法（DSC）都表明了碳纳米管影响共聚物的结晶相．通过对其介电性能的分析得知复合纳米线的介电性能得到了有效地改善．     

碳纳米管/氮化硼/聚偏氟乙烯三相复合材料的制备及其介电性能

以聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)为基体,氮化硼(boron nitride,BN)和羟基化多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNT)为填料,采用溶液共混法制备MWCNT/BN/PVDF三相复合材料,分别采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和...     

PVDF基复合材料的制备及热学性质研究

采用溶液法制备了以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,多壁碳纳米管(MWNTs)和纳米二氧化锆(Zr O2)为填料的纳米复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料的表面形貌、热学行为和结晶度分别进行了观察和研究。结果表明,多壁碳纳米管和纳米二氧化锆对材料的热力学行为都有影响。填料含量较少时能起到诱导结晶作用,随着纳米填料粒子含量的增加异相形核作用有所下降。当两种填料同时加入时,其诱导结晶作用增强。     

马来酸酐对碳纳米管的加成及其聚合物复合材料介电性能的研究

以马来酸酐为亲双烯体,碳纳米管为双烯体,通过Diels-Alder反应实现了马来酸酐对碳纳米管的一步化学修饰,制备出以碳纳米管为核,马来酸酐为壳的“导体-绝缘体”核壳型纳米导电填料。将马来酸酐修饰的碳纳米管与尼龙共混,得到以碳纳米管为填料,尼龙为基体的复合材料。对复合材料进行介电性能和断面形貌表征,发现随着碳管的加入,复合材料介电常数提高,而介电损耗仍然保持在较低水平,且修饰后的碳管在尼龙基体中分散性良好。     

石墨烯/聚偏二氟乙烯界面导热性能的模拟研究

采用分子动力学模拟方法,定性分析石墨烯取向对石墨烯/聚偏二氟乙烯(PVDF)复合材料界面热导的影响,研究石墨烯边缘功能化及其比例与石墨烯/PVDF界面热导之间的关系.研究结果表明调节石墨烯在复合材料中的取向程度及对石墨烯边缘功能化有利于提高石墨烯/PVDF复合材料界面热导.模拟结果为设计和制备高导热复合材料提供新的思路和见解.     

高储能密度钛酸钡基复合材料

 高介电常数介电材料在储能方面的特殊作用使其在电工、电子技术领域有着重要的应用。随着电子工业的发展,高储能密度介电材料受到越来越多的关注,出现了一些新型的高储能密度介电材料。高储能密度介电材料具有高的介电常数和击穿强度,其发展的关键是提高储能密度。本文对近年来高储能密度介电材料的研究发展进行了概述,主要讨论了通过对钛酸钡的改性(即掺杂改性、表面包覆改性和复合材料制备)来提高介电材料的储能密度。分析了钛酸钡/聚合物复合材料的制备方法及其介电性能的影响因素,其中,陶瓷填料和聚合物基体2相界面的相容性是复合材料介电性能的重要影响因素。同时,指出了解决BaTiO₃粒子在聚合物基体中的分散问题、填料和聚合物基体的选择以及制备过程中工艺条件的控制都是研究兼具高介电强度和高介电常数复合材料的发展方向。