收藏本站
《武汉理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于PVDF的全有机介电材料制备、结构与性能

李蕊  
【摘要】: 随着人们生活水平的不断提高,储能材料已经受到人们极大的关注。高介电薄膜因其具有高的介电性能和大的储能面积已经成为目前迫切发展的一类新型电储能材料。聚合物具有优异的成膜性能和高场储电能力,因此全聚合物介电材料为储能薄膜的开发提供了有益的途径。本文采用介电常数较高的聚偏氟乙烯(PVDF)作为基体,与极性结晶的聚酰胺(PA)进行共混,通过不同的加工方式和微观结构调控手段,制备具有高介电性能的全聚合物薄膜材料。 本论文的主要研究内容与结果如下: 1.以不同结构的PA6、PA66和PA11分别与PVDF共混,制备了PA/PVDF共混材料。通过FTIR、XRD、DSC、SEM等测试表征发现PA与PVDF没有发生化学反应,共混体系中PA和PVDF的结晶结构没有明显改变,但是结晶完善程度有所下降。 2.以PA11为主要研究体系,力学性能研究表明:PA11与PVDF在任意组成时,PA11/PVDF共混材料都具有良好的延伸率和高的拉伸强度。对共混体系进行定向拉伸,当交变频率在102-107Hz时,PA11/PVDF共混材料表现出理想的频率和温度稳定性。当PA11与PVDF的质量比为20:80时,PA11/PVDF介电常数高达25,是纯PVDF的3倍,纯PA11的6倍,XRD分析表明定向拉伸的PA11/PVDF共混材料中PVDF诱发了较多的β晶。 3.将强极性的小分子DMSO引入PA11/PVDF共混体系中,通过溶液共混的方式制备了PA11/PVDF共混材料。DMSO的强极性作用使PA11/PVDF中的PVDF形成了更多的β晶;当DMSO-H2O沉淀剂配比为5:95时,PA11/PVDF共混薄膜(PA11:PVDF=80:20)的介电常数高达188.1,但是由于DMSO对共混体系不稳定的缔合作用,在较高的交变频率下,共混材料的介电损耗也较大,达到了1.37。 4.通过小分子接枝技术,将GMA与PA11熔融反应接枝得到PA11-g-GMA,再与PVDF进行共混制备PA11-g-GMA/PVDF共混材料。GMA的强极性作用及接枝反应的形成,是共混材料的介电性能大为提高。当GMA添加量为10wt%时,PA11-g-GMA/PVDF共混物的介电常数为34,介电损耗小于0.05。 5.自行合成了乙酸乙烯酯与马来酸酐交替共聚物(VA-MA)并以其作为PA11/PVDF的大分子增容剂。VA-MA与PAll反应生成了PA11-g-VA-MA接枝共聚物,与PVDF进行共混后发现:PA11-g-VA-MA降低了两相界面张力,提高了PVDF与PA11的相容性。但是相容程度的大幅度改善,并没有使共混体系的介电常数明显提高,只是共混体系的介电损耗较小。 6.采用高分子SMA作为PA11和PVDF的增容剂,通过熔融共混制备了PA11/PVDF/SMA共混材料,并对共混材料进行了定向拉伸。所得的共混材料表现出优异的介电性能,当SMA添加量为1wt%时,PA11-g-SMA/PVDF共混物的介电常数高达60,介电损耗在0.07以下;通过电压-电流测试分析,发现加入SMA以后,共混体系的致密度大幅度提高,共混材料泄漏电流下降了一个数量级,表明是一类理想的柔性高介电薄膜材料。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB34

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 汪云龙;非对称二烷氧基取代多省并醌的合成与性能研究[D];电子科技大学;2011年
2 朱金海;PVDF压电薄膜及其传感器的制备与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈祥宝;导电聚合物复合材料的发展[J];工程塑料应用;1993年04期
2 周洋,万建国,陶宝祺;PVDF压电薄膜的结构、机理与应用[J];材料导报;1996年05期
3 傅万里,杜丕一,翁文剑,韩高荣;聚偏氟乙烯压电薄膜的制备及结构[J];材料研究学报;2005年03期
4 王珏,王德生,严萍,杨士勇,潘洋,胡爱军,张适昌;高储能密度复合绝缘材料的研究[J];电工电能新技术;2005年02期
5 朱嘉林;夹层压电复合材料的研究[J];电子元件与材料;1999年03期
6 张庆新,莫志深;尼龙11结构与性能的研究进展[J];高分子通报;2001年06期
7 陈惠玲;余萍;肖定全;;钛酸钡/环氧介电复合材料制备技术的研究[J];功能材料;2008年03期
8 杨晓庆;黄卡玛;贾国柱;;二甲基亚砜-水混合溶液的等效介电常数特异性研究[J];化学学报;2008年09期
9 张醒;尼龙11的性能和应用[J];江苏化工;1994年02期
10 张桂芳;张华;任萍;;压电高聚物尼龙11的研究进展[J];天津工业大学学报;2006年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王维泮,武永光,张金波,吴长宗;磁性塑料熔体流动性的研究[J];工程塑料应用;1987年04期
2 李华;硬弹性PP/PS单丝的研制[J];工程塑料应用;1995年03期
3 何均敏,张平;石墨填充聚丙烯的研究[J];工程塑料应用;1995年05期
4 魏莉萍,林景雪,马月琴;微分差示扫描量热法测试PETP的结晶度[J];工程塑料应用;1996年02期
5 王海文;炭黑填充聚偏二氟乙烯导电性研究[J];工程塑料应用;1996年04期
6 黄怪,陈绯,陆关兴,张元民;玻璃纤维增强酚醛摩阻材料[J];工程塑料应用;1996年04期
7 周春怀,杨军忠,张成海,况敬业;高强编织袋的原料和生产工艺探讨[J];工程塑料应用;1997年01期
8 顾胜益;注塑成型省喷涂显示器前框[J];工程塑料应用;1997年02期
9 王庭慰,陈逸范,郭勇;高频低损耗PS/TiO_2复合材料介电性能研究[J];工程塑料应用;1997年03期
10 唐顺军,陈玉忠;“0”定位法在注射成型中的应用[J];工程塑料应用;1999年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林玉亮;卢芳云;卢力;;石英压电晶体在霍普金森压杆实验中的应用[A];Hopkinson杆实验技术研讨会会议论文集[C];2007年
2 徐加山;郭航;;微型超声手术刀的振动检测技术[A];Proceedings of the 2010 Symposium on Piezoelectricity,Acoustic Waves and Device Applications[C];2010年
3 张莉;王继辉;李学梅;唐红艳;;单纤维断裂数表征GFRP界面强度的研究[A];第十五届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2003年
4 高桂波;钱春香;朱晨峰;王辉;丁士卫;;粉煤灰对混凝土热膨胀系数的影响[A];第五届混凝土结构耐久性科技论坛论文集[C];2006年
5 吉岸;刘祥峰;袁纪烈;;添加MgLiSi玻璃对BNT陶瓷的介电性能和耐压强度的影响[A];中国电子学会第十五届电子元件学术年会论文集[C];2008年
6 华幼卿;;聚氯乙烯热塑性弹性体(PVC—TPE)[A];全国第九次防水材料技术交流大会论文集[C];2007年
7 石丽芬;汤李缨;程金树;;KOH对离子交换硼硅酸盐玻璃性能的影响[A];2007中国浮法玻璃及玻璃新技术发展研讨会论文集[C];2007年
8 黄忠;郑芸芳;;混杂纤维混凝土强度性能研究[A];高性能砼与高性能减水剂技术研讨会论文集[C];2007年
9 黄忠;;混杂纤维混凝土力学性能研究[A];聚羧酸系高性能减水剂及其应用技术研讨会论文集[C];2008年
10 罗云峰;林东;李伟中;郭林;李寿冬;;补平用水泥净浆强度对基体强度检测结果的影响[A];南方七省(区)硅酸盐学会第25届学术交流年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡坤宏;纳米二硫化钼的形态可控合成及其催化与润滑性能研究[D];合肥工业大学;2010年
2 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
3 谭红琳;金属离子掺杂的ZnO第一性原理计算及透明导电薄膜制备研究[D];昆明理工大学;2009年
4 鲁江;碳纳米管/Lyocell纤维的研制及其应用初探[D];东华大学;2010年
5 王卓;A(Fe_(0.5)B_(0.5))O_3(A=Ba,Sr;B=Nb,Ta)陶瓷的巨介电效应及其调控[D];浙江大学;2010年
6 朱晓莉;充满型钨青铜铌酸盐陶瓷的结构、介电性能与铁电相变[D];浙江大学;2010年
7 毛敏敏;SrRAlO_4(R=La,Nd,Sm)基陶瓷的结构与微波介电性能[D];浙江大学;2011年
8 胡薇薇;新型单相多铁材料的合成及其磁电性质研究[D];吉林大学;2011年
9 马铭;超顺磁性氧化铁和LSMO/BCFO复合多铁薄膜的制备及其物性研究[D];华中科技大学;2011年
10 徐佩;聚酰胺610分子链段运动、局域态分布与聚集态结构的关系[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 况琦;制备环境温度及紫外线灯照射改善ITO薄膜性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
2 程慧;正交相Y_2Mo_3O_(12)薄膜的制备及光吸收性能研究[D];郑州大学;2010年
3 安进华;森林消防炮专用灭火弹结构及动力学研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘杰;基于时差法的超声波流量计设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王杨;结构监测的PVDF动态特性分析和无线传感器研究[D];大连理工大学;2010年
6 胡波;BS公司绿色制造技术应用模式研究[D];大连理工大学;2010年
7 龙颖;Al_2O_3陶瓷及其表面金属化的低温烧成技术研究[D];长沙理工大学;2009年
8 戴顺洪;NBT-KBT-100x压电薄膜的制备及表征[D];湘潭大学;2010年
9 王芳;Bi_(3.15)Nd_(0.85)Ti_3O_(12)铁电纳米管的制备与表征[D];湘潭大学;2010年
10 张大志;钛酸铋钠—钛酸钡无铅压电薄膜制备及性能研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗志增,王人成;仿生假手触滑觉研究[J];传感技术学报;2003年03期
2 刘伟庭;朱丹华;陈裕泉;王立人;;具有外体和本体感知能力智能蠕动模块[J];传感技术学报;2006年04期
3 周洋,万建国,陶宝祺;PVDF压电薄膜的结构、机理与应用[J];材料导报;1996年05期
4 惠迎雪;樊慧庆;刘卫国;;PVDF薄膜的低维化制备和结构研究[J];材料导报;2010年06期
5 冯玉军,井晓天,楼秉哲,戚晓芳;聚偏氟乙烯薄膜拉伸相变的研究[J];材料工程;1999年07期
6 戚晓芳,余琨,冯玉军,井晓天;拉伸工艺对聚偏二氟乙烯结构性能的影响[J];东南大学学报;1999年S1期
7 董丽杰,熊传溪,陈娟,刘起虹,王雁冰,任中奎;聚偏氟乙烯-钛酸钡复合材料的介电性能[J];复合材料学报;2003年03期
8 彭建邦,邓添泉,袁平;极化方式对聚偏氟乙烯(PVDF)驻极体压电性的影响[J];高分子通讯;1982年05期
9 具典淑,周智,欧进萍;PVDF压电薄膜的应变传感特性研究[J];功能材料;2004年04期
10 叶芸;蒋亚东;吴志明;曾红娟;;电场作用下PVDF薄膜的结构相变与剩余极化特性研究[J];功能材料;2005年12期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 党智敏;高介电无机/有机复合材料的研究[D];清华大学;2003年
2 刘伟庭;软体蠕动机器人系统之研究[D];浙江大学;2006年
3 叶芸;聚偏氟乙烯薄膜及超薄膜的制备及特性研究[D];电子科技大学;2007年
4 张云鹤;含金属酞菁聚芳醚酮的制备及其性能研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 任萍;具有压电性和热释电性的PVDF纤维的研究[D];天津工业大学;2004年
2 赵东升;PVDF压电传感器的设计及其试验研究[D];江苏大学;2005年
3 王岚;多壁碳纳米管/聚偏氟乙烯高介电纳米复合材料的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2005年
4 孙宇;基于压电薄膜的结构应变与损伤检测研究[D];大连理工大学;2006年
5 白石;PVDF动态应变感知特性及其结构监测应用[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李波;聚偏氟乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料的形态结构及结晶动力学研究[D];吉林大学;2007年
7 王永;PVDF/BaTiO_3复合薄膜的制备及特性研究[D];电子科技大学;2007年
8 彭勃;银/聚酰亚胺高介电复合材料的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2008年
9 毛艳平;不同尺寸BaTiO_3纳米颗粒的制备及0-3型BaTiO_3/PVDF压电复合材料铁电、介电性能的研究[D];厦门大学;2009年
10 赵波;多省并醌高介电聚合物的合成与性能研究[D];电子科技大学;2010年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 马海敏;光学器件表面防污除尘结构的设计与制备[D];浙江大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈祥宝;聚吡咯及其复合材料导电稳定性研究[J];材料工程;1992年03期
2 王德生,杨士勇,刘斌,陈维,陈寿田;环氧包封层对高压陶瓷电容器耐电压水平的影响研究[J];电工电能新技术;2002年04期
3 朱嘉林,王丽坤,李万忠,张福学;0-3型压电复合材料的电晕放电极化[J];电子元件与材料;1998年04期
4 黄卡玛,凌小平,杨晓庆,赵翔;微波频率下乙酸乙酯皂化反应等效介电系数的实验研究[J];电子学报;2004年05期
5 刘颖;张洪涛;涂铭旌;;不同类型的基体对0-3型压电复合材料性能的影响[J];复合材料学报;1997年01期
6 夏连胜,梁川,石金水,章林文;固态Blumlein线的初步研究[J];高电压技术;2003年02期
7 张庆新,莫志深;尼龙11结构与性能的研究进展[J];高分子通报;2001年06期
8 李齐方,陈松,金日光,王轩;尼龙11研究的发展与展望[J];化工进展;1998年03期
9 朱俊,张兴元;晶型转变对尼龙11分子链运动的影响[J];化学物理学报;2005年04期
10 李玉红;赵孔双;;浓差极化的介电模型——复合膜/溶液体系的数值模拟[J];化学学报;2007年19期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏健裕;陈玲;杨连生;李晓玺;余龙;;聚己内酯/淀粉共混材料的非等温结晶动力学[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年11期
2 贾曌;田贵山;杨彦功;;原位聚合法制备聚丙烯腈/蒙脱土插层共混材料初探[J];硅酸盐通报;2009年05期
3 周杏茂,徐伯玲,许万兴,刘仁儒,王佩芸;聚乙烯与聚顺-1,4-丁二烯共混材料的结构与性能[J];高分子学报;1982年01期
4 汪蔚;张瑜;陈彦模;;PHBV生物材料的共混改性[J];材料导报;2006年S1期
5 邹石龙;何吉宇;杨荣杰;;热塑性聚氨酯/聚乙烯醇共混材料制备及性能[J];化工新型材料;2007年S1期
6 陈红祥;郑茂盛;孙红英;贾庆明;朱杰武;;聚苯醚/聚氨酯共混材料的相容性和性能[J];高分子材料科学与工程;2007年05期
7 赵军峰;刘道伟;;ABS/PMMA的配比对共混物性能的影响[J];河南工程学院学报(自然科学版);2008年01期
8 桂宗彦;陆冲;李勇锋;程树军;;PGS-PLA共混材料的制备和性能[J];华东理工大学学报(自然科学版);2009年01期
9 朱红;冉隆文;万明攀;;聚酰胺/聚酯共混体系的研究进展[J];塑料工业;2010年S1期
10 余乃梅;汪青萍;林剑清;;聚四氟乙烯自润滑共混材料的配方、结构与性能关系[J];厦门大学学报(自然科学版);1986年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李佳林;谢续明;;苯乙烯辅助GMA熔融接枝聚烯烃的机理研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
2 黄成棣;郑会乐;陈炯;赵静;丁彪;李春美;;热塑性聚氨酯(TPU)和聚氯乙烯(PVC)共混材料的研制[A];首届中国仪器仪表学会医疗仪器分会学术会议论文集[C];1993年
3 谢国仁;尚小琴;刘汝锋;胡晶;李淑妍;;淀粉GMA接枝共聚物的合成、表征与应用[A];中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会论文摘要预印集[C];2010年
4 高震;黄灵阁;陈金周;牛明军;张媛媛;李新法;;聚L-乳酸/醋酸淀粉共混材料的性能研究[A];第十三届全国包装工程学术会议论文集[C];2010年
5 程成;邵正中;陈新;;蚕丝素蛋白与硅溶胶的共混研究[A];上海市化学化工学会2005年度学术年会论文摘要集[C];2005年
6 孟令明;容敏智;章明秋;;用于环氧树脂体系的甲基丙烯酸缩水甘油酯微胶囊的制备与自修复研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
7 王淑芳;宋存江;陶健;胡丹;郭天瑛;张育英;张邦华;;生物降解聚酯-聚乳酸与聚(丁二酸丁二醇酯-己二酸丁二醇酯)共聚物共混体系(PLA/PBSA)的结构与热、力学性能[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
8 刘启明;刘来涛;郭连波;李良波;;纳米氢氧化镁与聚丙烯共混阻燃材料的研究[A];第八届全国颗粒制备与处理学术和应用研讨会论文集[C];2007年
9 张洋;陈文波;李廉;;基于SCMSWEB的网格资源监控研究与实现[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(下册)[C];2008年
10 李晓阳;丁峰;翟玉建;;基于GMA的网络资源监控技术的研究与实现[A];第十六届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李娟;英国威格斯推出新型热塑性共混材料[N];中国纺织报;2009年
2 国风;一部“大片”背后引出:密码战史话[N];解放军报;2001年
3 记者 王越炜;环境友好材料、可持续发展与奥林匹克运动讨论会在清华大学举行[N];中国包装报;2003年
4 记者王秀兰;可持续发展呼唤环境友好材料[N];中国化工报;2003年
5 本报记者 顾定槐;推进本土化生产[N];中国化工报;2006年
6 陈葳;我国改性塑料发展迎来新机遇[N];中国化工报;2003年
7 张艳玲;美国通用汽车E化的启示[N];广西日报;2000年
8 卢紫;国外教材走俏中国市场[N];国际商报;2002年
9 东海;技嘉G31精打细算[N];电脑商报;2008年
10 《电脑报》徐远志;NVIDIA再陷尴尬处境[N];电脑报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李蕊;基于PVDF的全有机介电材料制备、结构与性能[D];武汉理工大学;2010年
2 张玥;回收聚对苯二甲酸乙二酯/聚乙烯共混体系的增容超韧改性研究[D];华东理工大学;2011年
3 金立维;木质纤维基热塑性高分子可降解材料的制备、结构与性能研究[D];中国林业科学研究院;2010年
4 孙才英;螺环磷酸芳酯阻燃剂的合成、表征及其在聚烯烃中的应用[D];东北林业大学;2007年
5 吴超;具有主动控制功能的油膜轴承研究[D];上海大学;2008年
6 罗丹;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的设计、制备及表征[D];浙江大学;2010年
7 刘洋;射频等离子体改性聚合物润湿及粘接性能研究[D];大连理工大学;2010年
8 谭魁龙;氯化聚合物的制备与应用研究[D];北京化工大学;2009年
9 滕谋勇;聚乙烯/明胶、羧基丁腈橡胶/明胶反应增容共混改性研究[D];北京化工大学;2004年
10 蒋智杰;聚苯醚/弹性体复合材料的制备及性能[D];华南理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周彦粉;GMA熔融接枝高全同聚丁烯-1及其应用[D];青岛科技大学;2011年
2 朱墨;基于Bis-GMA的有机单体分子设计及其对齿科复合树脂性能的影响[D];东华大学;2012年
3 刘坤;基于轴向非均匀磁场的GMA输出特性研究[D];武汉理工大学;2012年
4 李仁焕;聚乳酸—聚已内酯/热塑性淀粉全降解共混材料的制备及性能研究[D];广西师范学院;2012年
5 黄志彬;GMA的溶剂热原子转移自由基聚合及开环反应研究[D];福建师范大学;2012年
6 郝艳平;聚乳酸与聚亚丙基碳酸酯的改性研究[D];长春工业大学;2013年
7 曾丽;OBC接枝共聚物的制备及其增容r-PET/OBC共混材料性能研究[D];福建师范大学;2013年
8 赵婧;在GMA/MMA微球表面同步合成与固载钴卟啉及其催化氧化特性的研究[D];中北大学;2010年
9 李艳红;GMA共聚物与明胶交联薄膜的制备及性能研究[D];华东理工大学;2012年
10 王星月;多相聚酯协同增韧机理的研究[D];长春工业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026