高介電常數(shù)CuPc-PU復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、電活性高分子是一類(lèi)能在外加電場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)換功能的材料,在傳感器、執(zhí)行器及微電機(jī)體系具有廣泛的應(yīng)用。然而,其較低的介電常數(shù)是限制其應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。銅酞菁齊聚物(CuPc)具有超高的介電常數(shù),且其彈性模量低于陶瓷材料,與聚合物復(fù)合后,復(fù)合材料仍具有易于加工和柔韌性好等優(yōu)點(diǎn)。
　　 本文采用濕法合成了CuPc,并為改善其與聚合物的相容性,將其化學(xué)接枝到聚對(duì)氯甲基苯乙烯(PCMS)的分子鏈上,得到PCMS-g-CuPc。然后采用溶

2、液鑄膜法制備了以CuPc和PCMS-g-CuPc為填料,聚氨酯彈性體(PU)為基體的兩類(lèi)復(fù)合材料(CuPc/PU和PCMS-g-CuPc/PU)。從TEM照片看出,PCMS-g-CuPc顆粒在基體中的分散性明顯改善,而CuPc顆粒大小約為25nm,只有其在CuPc/PU中的尺寸的1/20。介電性能測(cè)試表明,CuPc的含量都為15wt％時(shí),PCMS-g-CuPc/PU的介電常數(shù)達(dá)到將近350,約是CuPc/PU的7倍,且介電損耗有所降低。

3、究其因?yàn)?主要是改性后的CuPc顆粒在基體中的尺寸大大減小和分散性大大改善顯著地增強(qiáng)了復(fù)合材料的界面交換耦合效應(yīng)所致。溶液鑄膜法制備的復(fù)合薄膜底面存在聚合物沉淀,導(dǎo)致添加物在基體中分散不均勻,一定程度上降低了復(fù)合材料的介電性能。采用熱壓膜法對(duì)復(fù)合薄膜進(jìn)行處理后,材料的介電性能得到了相應(yīng)的提高。
　　 為了進(jìn)一步提升復(fù)合材料的介電性能,本文還將CuPc直接接枝到PU分子鏈上得到PU-g-CuPc,并采用溶液鑄膜法制備了以PU-g-