含有納米填料的聚合物復(fù)合材料常因填料團(tuán)聚,出現(xiàn)泄漏電流增大和擊穿強(qiáng)度降低等問題,不利于儲(chǔ)能密度和儲(chǔ)能效率的提升。為了克服這一系列問題,本文制備了改性氮化硼納米片為夾層的P（VDF-HFP）復(fù)合膜,首先向液相剝離得到的氮化硼納米片（BNNSs）表面引入高偶極矩的硫脲基團(tuán),然后用逐層溶液流延的工藝制備了夾層結(jié)構(gòu)的P（VDF-HFP）復(fù)合膜,并對(duì)其表面形貌、介電性能、儲(chǔ)能性能進(jìn)行表征和測(cè)試。結(jié)果表明:當(dāng)夾層的氮化硼納米片濃度為0.8 mg/mL時(shí),其電氣強(qiáng)度從472.37 MV/m提升至529.13 MV/m,泄漏電流從1.16×10-6A/cm2降至3.7×10-8A/cm2,放電能量密度高達(dá)5.63 J/cm3,在350 MV/m下儲(chǔ)能效率比純P（VDF-HFP）提升了4.5%,介電儲(chǔ)能性質(zhì)明顯改善。 

【文章來源】：絕緣材料. 2020,53(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

BNNSs-THU的合成示意圖

化學(xué)改性前后BNNSs的紅外光譜如圖2所示。從圖2可以看到，在3 424 cm-1處的伸縮振動(dòng)寬峰是BNNSs-OH上羥基的特征峰，經(jīng)過γ-APS改性后，BNNSs-NH2的紅外光譜顯示在2 925 cm-1處新出現(xiàn)亞甲基的伸縮振動(dòng)峰，在1 135 cm-1和1 035 cm-1處新出現(xiàn)硅氧鍵的伸縮振動(dòng)峰，說明烷偶聯(lián)劑成功接枝在BNNSs表面[19-20]。C=S的伸縮振動(dòng)峰出現(xiàn)在1 250～1 300 cm-1，但在BNNSs-THU的紅外光譜中，此處的特征峰與其他基團(tuán)伸縮振動(dòng)峰重疊，因此需結(jié)合其他表征手段證明異丙基硫代異氰酸酯接枝到BNNSs表面。為了進(jìn)一步分析BNNSs表面的基團(tuán)接枝率，在N2氛圍中分別對(duì)BNNSs、BNNSs-OH、BNNSs-NH2和BNNSs-THU進(jìn)行了熱失重分析，結(jié)果如圖3所示。從圖3可以看出，當(dāng)溫度達(dá)到800℃時(shí)，BNNSs-OH失重7.81%，對(duì)應(yīng)的是BNNSs表面的羥基，根據(jù)BNNSs-OH的熱失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)和羥基相對(duì)原子質(zhì)量可以計(jì)算得到BNNSs表面羥基的總數(shù)。對(duì)于BNNSs-NH2，熱失重分析中相對(duì)損失的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和對(duì)應(yīng)基團(tuán)的相對(duì)原子質(zhì)量之比為參與反應(yīng)的該基團(tuán)數(shù)量，與BNNSs表面羥基總數(shù)之比即為接枝率，同理可以得到BNNSs-THU的接枝率。BNNSs-NH2失重12.29%，對(duì)應(yīng)的是BNNSs-OH表面的羥基和聚硅氧烷層，則接枝率為10.3%;BNNSs-THU失重13.97%，高于上一步反應(yīng)后的結(jié)果，說明硫代異氰酸酯已與BNNSs-NH2表面的氨基反應(yīng)，根據(jù)失重率計(jì)算得到接枝率為43.7%。圖3 N2氛圍下BNNSs、BNNSs-OH、BNNSs-NH2和BNNSs-THU的熱失重曲線

N2氛圍下BNNSs、BNNSs-OH、BNNSs-NH2和BNNSs-THU的熱失重曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高儲(chǔ)能密度低損耗介電高分子功能復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 鐘少龍,黨智敏.  絕緣材料. 2016(12)
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本文編號(hào)：3428611