二乙烯基苯包覆多壁碳納米管及其復(fù)合材料介電性能研究.pdf

1、新型儲能器件的研發(fā)要求材料的介電性能達(dá)到更高水平。導(dǎo)電填料/聚合物基納米介電復(fù)合材料憑借其較低的密度、良好的加工性能和力學(xué)性能，廣泛受到研究人員的青睞。然而，在滲流閾附近此種材料極高的介電損耗限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，本文采用懸浮聚合的方法，實現(xiàn)了交聯(lián)聚合物對碳納米管的有效包覆，并在此基礎(chǔ)上成功制備了三種高介電低損耗的復(fù)合材料。主要工作包括:
　　1、以二乙烯基苯(DVB)為活性單體，采用自由基原位懸浮聚合的方法，成功制備了

2、DVB交聯(lián)聚合物包覆的DVB@MWCNTs雜化材料。該方法為一步投料，反應(yīng)條件溫和、實驗步驟簡單，通過調(diào)節(jié)MWCNTs濃度、單體添加量和溶劑的種類，可以控制包覆層厚度在5-80nm之間，同時，包覆層中仍含有未反應(yīng)的碳碳雙鍵、具有可設(shè)計性。
　　2、以DVB單體為橋梁，加入第二單體馬來酸酐，通過控制二乙烯基苯和馬來酸酐的添加比例、MWCNTs濃度、和溶劑的種類，成功制備了包覆層厚度可在10-70nm之間進(jìn)行調(diào)控的DVB-MA@MWC

3、NTs雜化材料。采用FTIR、XPS等各種測試方法，證明了包覆層中具有酸酐基團(tuán)。
　　3、采用不同包覆層厚度和長度的DVB@MWCNTs分別與環(huán)氧樹脂、聚苯乙烯制成了復(fù)合材料。結(jié)果表明，復(fù)合材料介電性能的調(diào)控取決于MWCNTs表面包覆層的厚度，所用DVB@MWCNTs納米介電填料的長度以及基體樹脂的種類。具體表現(xiàn)在，當(dāng)采用包覆層較薄的DVB@MWCNTs時，對于包覆層與基體相容性較好的PS復(fù)合體系，使用較短的MWCNTs即可使體系

4、介電實部達(dá)到較高水平;對于DVB包覆層與基體相容性不好的環(huán)氧樹脂復(fù)合體系，采用長尺寸、DVB包覆層較薄的DVB@MWCNTs可使復(fù)合體系介電實部達(dá)到較高水平。此種現(xiàn)象與DVB@MWCNTs與基體界面層間的極化作用有關(guān)。最終，我們成功制備了介電常數(shù)＞100，介電損耗小于0.1的環(huán)氧樹脂和聚苯乙烯復(fù)合材料。
　　4、以DVB-MA@MWCNTs為介電填料，聚醚型熱塑性聚氨酯(TPU)為樹脂基體，采用溶液共混-反沉淀-熱壓的方法制備了含