納米碳纖維的水熱法處理及其聚合物復(fù)合材料的電性能研究.pdf

1、本文采用水熱法對(duì)納米碳纖維進(jìn)行表面處理,采用掃描電鏡、投射電鏡、傅里葉紅外光譜儀、X射線衍射儀等設(shè)備研究了處理溫度對(duì)納米碳纖維的處理效果以及表面官能管的接枝情況;選用處理效果較好的120℃處理后納米碳纖維作為填料,以PVDF為基體,溶膠-凝膠法制備復(fù)合材料預(yù)成型體,開(kāi)煉后熱壓成型制備納米碳纖維增強(qiáng)PVDF基復(fù)合材料,并對(duì)其電性能進(jìn)行測(cè)試,主要獲得以下幾個(gè)方面的研究成果:
　　 1.采用體積比為2:1的濃硝酸與雙氧水混合溶液對(duì)CN

2、F進(jìn)行了水熱處理,不同的水熱處理溫度對(duì)CNF表面性質(zhì)的影響有較大差別。在120℃水熱處理?xiàng)l件下,能夠在CNF表面引入較多的羧基等極性基團(tuán),且處理后CNF表面殘留的雜質(zhì)含量較少,且石墨層面平整,石墨化程度高。
　　 2.填料納米碳纖維的加入使復(fù)合材料中基體材料從非極性相(2θ=18°)向極性相(2θ=20°)轉(zhuǎn)變,與純PVDF基體材料比較,當(dāng)填料含量達(dá)到8％時(shí),PVDF極性相特征峰明顯變得尖銳,這是由于納米碳纖維的直徑為納米級(jí)別,

3、且長(zhǎng)徑比較大,有利于PVDF晶體的成核。
　　 3.當(dāng)測(cè)試頻率為1KHz,測(cè)試溫度為室溫～120℃,復(fù)合材料的介電常數(shù)和介電損耗在測(cè)試溫度范圍內(nèi)具有很好的熱穩(wěn)定性,且介電常數(shù)隨溫度的升高而增加,介電損耗隨溫度的上升而減小。其中在室溫～60℃范圍內(nèi),復(fù)合材料的介電常數(shù)增加較快,而90℃～120℃范圍內(nèi),介電常數(shù)只是緩慢增加。而在溫度為室溫～60℃范圍內(nèi),復(fù)合材料介電損耗下降較快,而60～120℃范圍內(nèi),復(fù)合材料的介電損耗下降較慢,

4、最后趨于穩(wěn)定。
　　 4.當(dāng)測(cè)試溫度為室溫,測(cè)試頻率為102～2×106Hz,復(fù)合材料的介電常數(shù)和介電損耗在測(cè)試頻率范圍內(nèi)性能穩(wěn)定,且介電常數(shù)隨頻率的增加而降低,介電損耗隨頻率的增加而逐漸增加。在低頻范圍內(nèi),復(fù)合材料的介電常數(shù)下降較慢,而介電損耗區(qū)域穩(wěn)定,且略有降低,而在高頻范圍內(nèi),復(fù)合材料的介電常數(shù)下降較快,介電損耗迅速升高。
　　 5.填料含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同復(fù)合材料只出現(xiàn)一個(gè)熔融峰,這是因?yàn)闉椴煌蚉VDF熔融熱差別