多尺度功能性填料PVDF基纳米复合材料的制备和性能

• 作者: 陈林 黄娇 严磊 郭怡 林宏 蔺海兰 卞军
• 来源期刊: 材料研究学报
• 关键词: 复合材料 聚偏氟乙烯(PVDF) 杂化纳米填料 热性能 力学性能 介电性能
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文|ARTICLES
• 页码范围: 835-844
• 页数: 10页
• 分类号: TQ332
• 语种: 中文
• DOI: 10.11901/1005.3093.2020.187

摘要

先以两种直径(50 nm,100 nm)的羟基化钛酸钡(BT)和两种长度(10～20 nm,20～40 nm)的酸化多壁碳纳米管(MWCNTs)为功能填料,进行液相反应制备四种BT/MWCNTs杂化纳米填料(分别记为BT-A/MWCNTs-B,其中A=5,10;B=1,2),再用熔融共混-压板成型技术分别将其与PVDF复合制备出BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料.使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸性能测试和介电性能测试系统研究了多尺度功能性填料BT-A/MWCNTs-B对这种纳米复合材料的组织结构和结晶性能、介电性能和力学性能的影响.结果表明,与BT/PVDF和MWCNTs/PVDF体系相比,BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料具有更高的结晶度和热性能,BT-10的含量(质量分数,下同)为16％、MWCNTs-2的含量为5％的BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料其熔融温度可达173.8℃,比纯PVDF(159.6℃)提高了14.2℃,其结晶度可达43.1％.三相BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料比两相纳米复合材料具有更优异的介电性能,BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料100Hz下的介电常数为119,为纯PVDF的14倍,其介电损耗只有0.051.BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到57.7 MPa和1226 MPa.