聚合物基鈦酸鋇-聚苯胺復合材料的制備與研究.pdf

1、電介質(zhì)材料由于其在高儲能電容器、無緣電容器、微波材料等領域中的廣泛應用得到了研究者們的廣泛重視，尤其在儲能電容器材料方面有很好的應用前景。電介質(zhì)材料產(chǎn)生的原因是電介質(zhì)的極化，不同的材料極化的方式和程度會有不同，因此人們對電介質(zhì)展開了一系列的研究。
　　目前研究較多的主要有單相陶瓷材料：比如鈦酸鋇、鈦酸銅鈣等。單相的陶瓷材料雖然具有較高的介電常數(shù)，較低的介電損耗，但是陶瓷材料需要高溫燒結，制備工藝比較復雜；兩相復合材料：一般包括陶瓷

2、/聚合物復合材料和導體/聚合物復合材料，研究較多的導體主要有金屬類導體、碳類的導體、導電高分子類導體；三相復合材料：主要為簡單的摻雜三相復合，一般包括陶瓷材料、導體材料、聚合物基體材料。
　　本文主要是對兩種兩相復合材料：鈦酸鋇（BaTiO3）/聚合物復合材料、聚苯胺（PANI）/聚合物復合材料進行制備和研究，并提出了一種以核殼結構為填充粒子的三相復合材料：BaTiO3-PANI/聚合物復合材料，并對其進行表征和介電性能的測試，研

3、究了怎樣得到介電常數(shù)高，并且介電損耗低的介電性能好的電介質(zhì)材料。
　　(1)鈦酸鋇/聚合物復合材料：先采用溶膠凝膠法合成 BaTiO3的陶瓷粉體材料，BaTiO3陶瓷的晶形為四方相，將BaTiO3與聚合物進行共混，在玻璃板上流延成型，通過對其介電性能的測試，得出結論：復合材料的介電常數(shù)隨BaTiO3的含量呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，當 BaTiO3的質(zhì)量分數(shù)達到60％時，介電常數(shù)最大，而介電損耗則隨著BaTiO3質(zhì)量分數(shù)增加一直增

4、大，在到達60%之后，增加的速率變大。但是發(fā)現(xiàn)這種復合材料的介電常數(shù)相對較低，可能在高儲能材料方面受到限制。
　　(2)聚苯胺/聚合物復合材料：乳液聚合法制備導電PANI，并采用紅外、掃描電鏡和透射電鏡等對導電PANI進行表征，將導電PANI與聚合物共混，玻璃板上流延成膜，形成導體/聚合物復合材料，通過對其介電性能的測試，得出以下結論：隨著導體材料導電 PANI的增加，復合材料的介電常數(shù)增加，介電損耗也相應增加，在PANI的體積分

5、數(shù)達到一定量，也就是滲流閾值附近時，介電常數(shù)和介電損耗均發(fā)生突變，實驗研究結果表明復合材料的滲流閾值為0.13，但是發(fā)現(xiàn)這種材料也有一定的缺點，其介電損耗較高。
　　(3)鈦酸鋇-聚苯胺/聚合物復合材料：本實驗利用PANI包覆BaTiO3得到核殼粒子結構，采用乳液聚合在BaTiO3顆粒上進行導電PANI的聚合，并對其進行掃描電鏡、X射線衍射表征，將得到的核殼粒子與聚合物共混成型，得到BaTiO3-PANI/聚合物復合材料并對其進行