石墨烯功能化改性聚偏氟乙烯介电复合材料的制备及其性能

摘要：

为获得高介电性能的复合材料,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,首先以离子液体功能化改性的氧化石墨烯(GO-IL)为填料制备了不同GO-IL含量的GO-IL/PVDF二元介电复合材料,在此基础上引入羟基化钛酸钡(BT-OH)通过溶液共混制备了不同比例的BT-OH-GO-IL/PVDF三元介电复合材料.分别采用FTIR、FESEM、XRD、拉伸性能测试、电性能测试、DSC等方法系统研究了填料GO-IL和BT-OH的含量对所得复合材料的热性能、力学性能和电性能等的影响.FITR和XRD测试表明,IL成功接枝于GO上,GO-IL的加入促进了PVDF中β晶的生成.DSC测试进一步表明,GO-IL的加入提高了复合材料的结晶度,含2wt％GO和2wt％GO-IL的复合材料结晶度分别达到了35.3％和36.9％.电性能测试表明,GO-IL更容易在PVDF基中构成局部导电网络,促进电子位移极化,进而提高复合材料的介电常数.在GO-IL/PVDF复合材料中,当GO-IL填料含量为2wt％时,复合材料的介电常数达到了24.28,是纯PVDF的2.6倍.但当填料含量达8wt％时,复合材料的介电常数达到了78.46,同时介电损耗也大幅增大,达到了2.25.电阻相比于纯PVDF下降了1～2个数量级.三元复合材料中,当GO-IL含量为2wt％、BT-OH填料含量为20wt％时,复合材料的综合性能最好,介电常数达到了40.32,介电损耗为0.38.

关键词：聚偏氟乙烯、氧化石墨烯、离子液体、复合材料、介电性能、钛酸钡

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分类号：TQ332

资助基金：教育部春晖计划;国家级大学生创新创业训练计划项目;西华大学Interface创新研究工作室重点建设项目;西华大学研究生创新基金项目;四川省级一流课程建设;西华大学思政课程建设项目

在线出版日期：2022-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：3815-3827