多巴胺改性聚苯硫脲与聚偏氟乙烯共混复合材料的制备与性能

来源期刊：复合材料学报2019年第8期

论文作者：李圆 刘晓芳 魏铭 刘壮 李念 郑泽禹

文章页码：1787 - 1795

关键词：聚苯硫脲;多巴胺;击穿场强;介电损耗;储能密度;

摘    要：聚苯硫脲（ArPTU）是一种新型高击穿、低损耗的材料,为提高其储能密度,在与聚偏氟乙烯（PVDF）共混的过程中,如何提高其溶解性,降低界面问题,成为研究热点之一。利用多巴胺（DA）对其进行改性可以有效地改善其与PVDF的界面问题。采用溶液流延热压的方法制备出不同共混比的多巴胺改性聚苯硫脲共混聚偏氟乙烯（DA/ArPTU-PVDF）复合薄膜。并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、核磁共振、凝胶渗透色谱、阻抗分析仪等对其进行表征。结果表明:当DA/ArPTU-PVDF中DA/ArPTU质量分数为10wt%～15wt%时,PVDF的β晶型相对含量显著增加,这是其介电性能增加的主要原因之一;100Hz时,介电常数最大可以达到10.3（10wt%DA/ArPTU）,同时介电损耗降低,最低达到了0.008（25wt%DA/ArPTU）。复合材料的储能密度也有明显提高,最大可以达3.0J/cm3（10wt%DA/ArPTU）,相对于纯PVDF提高了63.3%。此外,复合材料的击穿特性相比于纯PVDF具有很大的提高,最大可达556.4MV/m（15wt%DA/ArPTU）。而且,改性后的复合材料力学性能也有了很大的提高。最大断裂伸长率可以达到196.7%（5wt%DA/ArPTU）,展现出了柔性高击穿储能材料的潜力。