基于PVDF的全有機介電材料制備、結構與性能.pdf

1、隨著人們生活水平的不斷提高，儲能材料已經受到人們極大的關注。高介電薄膜因其具有高的介電性能和大的儲能面積已經成為目前迫切發(fā)展的一類新型電儲能材料。聚合物具有優(yōu)異的成膜性能和高場儲電能力，因此全聚合物介電材料為儲能薄膜的開發(fā)提供了有益的途徑。本文采用介電常數較高的聚偏氟乙烯（PVDF）作為基體，與極性結晶的聚酰胺（PA）進行共混，通過不同的加工方式和微觀結構調控手段，制備具有高介電性能的全聚合物薄膜材料。
　　 本論文的主要研究內

2、容與結果如下：
　　 1.以不同結構的PA6、PA66和PA11分別與PVDF共混，制備了PA/PVDF共混材料。通過FTIR、XRD、DSC、SEM等測試表征發(fā)現PA與PVDF沒有發(fā)生化學反應，共混體系中PA和PVDF的結晶結構沒有明顯改變，但是結晶完善程度有所下降。
　　 2.以PA11為主要研究體系，力學性能研究表明：PA11與PVDF在任意組成時，PA11/PVDF共混材料都具有良好的延伸率和高的拉伸強度。對共混

3、體系進行定向拉伸，當交變頻率在102～107Hz時，PA11/PVDF共混材料表現出理想的頻率和溫度穩(wěn)定性。當PA11與PVDF的質量比為20:80時，PA11/PVDF介電常數高達25，是純PVDF的3倍，純PA11的6倍，XRD分析表明定向拉伸的PA11/PVDF共混材料中PVDF誘發(fā)了較多的β晶。
　　 3.將強極性的小分子DMSO引入PA11/PVDF共混體系中，通過溶液共混的方式制備了PA11/PVDF共混材料。DMS

4、O的強極性作用使PA11/PVDF中的PVDF形成了更多的β晶；當DMSO-H2O沉淀劑配比為5:95時，PA11/PVDF共混薄膜（PA11：PVDF=80:20）的介電常數高達188.1，但是由于DMSO對共混體系不穩(wěn)定的締合作用，在較高的交變頻率下，共混材料的介電損耗也較大，達到了1.37。
　　 4.通過小分子接枝技術，將GMA與PA11熔融反應接枝得到PA11-g-GMA，再與PVDF進行共混制備PA11-g-GMA/

5、PVDF共混材料。GMA的強極性作用及接枝反應的形成，是共混材料的介電性能大為提高。當GMA添加量為10wt％時，PA11-g-GMA/PVDF共混物的介電常數為34，介電損耗小于0.05。
　　 5.自行合成了乙酸乙烯酯與馬來酸酐交替共聚物（VA-MA）并以其作為PA11/PVDF的大分子增容劑。VA-MA與PA11反應生成了PA11-g-VA-MA接枝共聚物，與PVDF進行共混后發(fā)現：PA11-g-VA-MA降低了兩相界面張

6、力，提高了PVDF與PA11的相容性。但是相容程度的大幅度改善，并沒有使共混體系的介電常數明顯提高，只是共混體系的介電損耗較小。
　　 6.采用高分子SMA作為PA11和PVDF的增容劑，通過熔融共混制備了PA11/PVDF/SMA共混材料，并對共混材料進行了定向拉伸。所得的共混材料表現出優(yōu)異的介電性能，當SMA添加量為1wt％時，PA11-g-SMA/PVDF共混物的介電常數高達60，介電損耗在0.07以下；通過電壓-電流測試