本文關鍵詞： 聚偏氟乙烯 接枝 晶體結構 介電常數(shù) 擊穿強度　出處：《燕山大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：目前,聚合物介電材料的擊穿場強低,高頻下介電常數(shù)低是限制其在高儲能密度電容器方面廣泛應用的主要原因。提高介電常數(shù)和耐壓能力是改善材料儲能性能的關鍵。通過引入含有羰基等極性基團的單體,或含有苯環(huán)等結構的剛性分子,加大與PVDF主鏈的相互作用,限制主鏈的運動,達到提高介電常數(shù)和降低介電損耗的目的。本論文中以PVDF薄膜為基體,在其表面接枝含有極性基團的單體,制得PVDF-g-MC、PVDF-g-PEMA、PVDF-g-PMMA和PVDF-g-MAH的接枝薄膜。采用的接枝方法為臭氧預氧化—熱引發(fā)接枝的方法。臭氧的強氧化性使PVDF分子上含有-O-O-、-O-O-H、C=O或自由基等活性基團,這些基團作為活性位點再與接枝單體發(fā)生反應。通過FTIR、XRD和DSC分析發(fā)現(xiàn),接枝含有極性基團的單體后晶體類型均有一定的變化,在某種程度上由非極性的α相向γ相轉變。熱穩(wěn)定性也在純膜的基礎上稍有降低。通過對薄膜擊穿強度和介電性能的測試分析,接枝薄膜的耐壓強度和介電常數(shù)在PVDF純膜的基礎上均有所提高。其中,PVDF-g-MC薄膜的性能優(yōu)于其他三種,當接枝率為7.4%時,擊穿場強達到585MV/m,20Hz時的介電常數(shù)為12.5,頻率為1MHz時的介電損耗僅為0.23。放電能量密度為7.76J/cm3(325MV/m),電場強度為50MV/m時,放電效率為70.9%,當電場強度升高到325MV/m時仍能保持在64.5%。另外三種接枝薄膜的擊穿場強均在400MV/m以下,介電常數(shù)有所增大,但是由于電導損耗使得頻率在f103Hz時的介電損耗值稍高。
[Abstract]:At present, the breakdown field of polymer dielectric materials is low. Low dielectric constant at high frequency is the main reason restricting its wide application in high energy storage density capacitors. Improving dielectric constant and voltage resistance is the key to improve the energy storage performance of materials. The introduction of polar groups such as carbonyl groups is the key to improve the energy storage performance of materials. The monomers. Or rigid molecules with benzene ring and other structures, increasing the interaction with the main chain of PVDF, limiting the movement of the main chain. In order to increase the dielectric constant and reduce the dielectric loss, PVDF-g-MC was prepared by grafting the monomers containing polar groups on the surface of PVDF thin films. PVDF-g-PEMA. Grafted films of PVDF-g-PMMA and PVDF-g-MAH. The graft method used is ozone preoxidation-thermal initiation grafting. The strong oxidation of ozone makes PVDF molecules contain -O. -O-. The active groups, such as -O-O-Ha-Con O or free radical, reacted with the graft monomer as active sites. The results of FTIR XRD and DSC analysis showed that these groups reacted with the grafted monomer. The crystal types of the monomers grafted with polar groups changed to a certain extent. To a certain extent, the thermal stability of the films is also slightly reduced from the non-polar 偽 phase to 緯 phase. The breakdown strength and dielectric properties of the films are measured and analyzed. The compressive strength and dielectric constant of grafted films were improved on the basis of pure PVDF films, and the properties of PVDF-g-MC films were superior to those of the other three films, when the grafting rate was 7.4%. The dielectric constant is 12.5 when the breakdown field strength is 585 MV / m ~ (-1) 20 Hz. The dielectric loss at 1MHz is only 0.23.The discharge energy density is 7.76J / cm ~ 3n ~ (3) and the discharge efficiency is 70.9% when the electric field intensity is 50 MV / m. When the electric field intensity increased to 325 MV / m, the electric field remained at 64.5. The breakdown field strength of the other three grafted films was below 400 MV / m, and the dielectric constant increased. However, the dielectric loss at f 103 Hz is slightly higher because of the conductivity loss.
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O632.21;TB383.2

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