改性膨脹石墨-環(huán)氧樹脂復合材料介電性能的研究.pdf

1、近年來,隨著電子/電氣領域的快速發(fā)展,高介電常數(shù)材料的需求十分迫切,需要不斷的創(chuàng)新和研究。其中,高介電常數(shù)聚合物基復合材料由于其質輕、加工簡單而得到了廣泛研究和應用,可以用作高儲能電容器、電活性材料、人工肌肉和智能皮膚。其中,導體/聚合物基復合材料中導體填料在較少含量時就能達到高的介電常數(shù),但是導體/聚合物基復合材料接近滲流閾值時介電常數(shù)和介電損耗都發(fā)生突變,而高的介電損耗會消耗電能產生熱量,是需要避免的,因此,怎么樣在高介電常數(shù)時降低

2、介電損耗是一個研究熱點。
　　最初,一些學者對導體填料進行偶聯(lián)劑改性,發(fā)現(xiàn)好的界面可以降低復合材料的介電損耗;后來對導體填料進行了包覆改性,阻止導體之間的接觸,降低導體接觸產生漏電電流而導致的介電損耗。包覆改性是一種有效的措施,但是也存在著一些問題。首先,都是進行完全包覆,把導體包覆在里面,因此,導體與樹脂之間的界面極化減小,甚至消失,滲流閾值很高,因此需要大量的填料才能達到高的介電常數(shù);其次,導體上的包覆層一般沒有活性基團,在樹

3、脂基體中的分散性差,易團聚。針對以上問題,本文設計了一種包覆程度可控的雜化功能體,且導體和包覆層都有大量的活性基團,分別研究了雜化功能體對兩相復合材料和三相復合材料的介電性能和其他性能的影響。
　　膨脹石墨(EG)具有高的電導率,大的徑厚比和比表面積,可以形成大量片層結構的微電容;更重要的是,EG在制備過程中片層表面就帶有C–O–C、C–OH和 C=O官能團,可以直接對它進行改性。二氧化硅納米顆粒,可以通過St?ber法合成,二氧

4、化硅顆粒也存在大量的羥基。
　　本文制備了包覆程度可控的二氧化硅包覆膨脹石墨雜化功能體,加入熱固性樹脂環(huán)氧樹脂(EP)中,研究了包覆程度不同的填料對兩相復合材料和三相復合材料的介電性能的影響。
　　首先,做了正交實驗,制備了不同包覆程度的EG@SiO2(ES),后制備了ES/EP復合材料,與EG/EP復合材料相比,ES/EP復合材料中的ES在樹脂基體中有更好的分散性,可以得到更多的片層結構。ES/EP復合材料有著更高的介電常