納米BaTiO-,3--聚醚砜復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、隨著電子、信息等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迫切需要介電常數(shù)高且易加工的材料。聚醚砜作為一種聚合物基體材料，具有良好加工性能和耐熱性能，常被用作有機(jī)介電材料，由于介電常數(shù)較低，不能滿足高介電領(lǐng)域的要求。為了改善聚醚砜材料的介電性能，將之與高介電的無機(jī)粒子復(fù)合，以期制備出具有良好加工性、耐熱性的輕型高介電復(fù)合材料。在眾多無機(jī)粒子中，尤其以鈦酸鋇(BaTiO<,3>，BT)電子陶瓷最為引人注目，它不但具有相當(dāng)高的介電常數(shù)，而且已作為多層陶瓷電容器的主要介質(zhì)

2、材料而被廣泛使用。因此可以將納米BT和聚醚砜復(fù)合得到耐高溫的高介電常數(shù)復(fù)合材料，基于這種想法，本論文做了以下工作： 1、研究納米BT的表面改性。通過采用非離子型的表面活性劑(聚乙二醇，PEG)和偶聯(lián)劑(r-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，KH570)兩種方式對(duì)納米BT進(jìn)行表面改性，利用正交實(shí)驗(yàn)探索兩者改性納米BT的最佳化條件。研究結(jié)果表明，采用聚乙二醇(PEG)改性納米BT時(shí)，有機(jī)溶劑N-甲基吡咯烷酮比其他極性有機(jī)溶劑更利于納米

3、BT的分散，分子量為20000的PEG且濃度為1.5g/L比其他分子量的 PEG在其他濃度時(shí)更能促進(jìn)納米BT在有機(jī)介質(zhì)中的分散，而BT的濃度和超聲時(shí)間則分別保持在15g/L和9小時(shí)為宜。如果采用.KH570改性納米BT，則應(yīng)采用以下條件最佳：KH570的用量是BT的質(zhì)量的8％，溶液的pH值為11.0，干燥的溫度和時(shí)間分別為120℃、3小時(shí)。 2、研究納米BT/聚醚砜復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能。復(fù)合材料的制備采用了溶液共混和水沉淀

4、工藝，通過分析復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，采用此法制備出的復(fù)合材料保持了各組分應(yīng)有的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成。進(jìn)一步觀察復(fù)合材料的微觀形貌發(fā)現(xiàn)，納米BT在聚合物基體中均勻分散，沒有出現(xiàn)明顯團(tuán)聚。以上結(jié)果表明，溶液共混和水沉淀工藝是一種很好的合成納米復(fù)合材料的方法。而基于對(duì)復(fù)合材料的熱分析結(jié)果表明復(fù)合材料的玻璃化溫度可達(dá)到210℃以上，耐熱性能非常好。對(duì)于介電性能，主要測(cè)試了介電常數(shù)和介電損耗兩個(gè)參數(shù)，這兩個(gè)參數(shù)都隨復(fù)合材料中納米BT粒子的體積分?jǐn)?shù)增加而增