超支化聚酯改性納米BaTiO 3 /環(huán)氧樹脂復合材料的性能研究
發(fā)布時間:2021-11-08 11:56
為進一步提高儲能器件的儲能特性,人們迫切需要整體性能優(yōu)異且易加工的高介電常數(shù)材料。目前常見的有,以鈦酸鋇(BaTiO3,BT)為填料、環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin,EP)為基體制成的高介電復合材料,由于其介電損耗較高、且耐擊穿性能不強,嚴重影響了它的使用壽命與適用領(lǐng)域。本文分別用偶聯(lián)劑、超支化聚酯(Carboxyl-terminated Hyperbranched Polyester,CHBP)協(xié)同偶聯(lián)劑改性BaTiO3,并與環(huán)氧樹脂相混制成復合材料,研究BaTiO3含量及改性方式對BaTiO3/EP復合材料的電性能與導熱性能的影響。首先,通過兩種改性方式對BaTiO3粉末進行表面改性,觀測其傅立葉紅外光譜,對比改性前后官能團變化情況,證明超支化聚酯已成功接枝在BaTiO3表面。然后,制備BaTiO3/EP復合材料,觀測兩種改性方式的SEM圖,分析超支化聚酯改性對復合材料內(nèi)填料分布特性的影響,得知超支化改性方式能夠進一步提升BaTiO3與環(huán)氧基體間的相容性,提高分散性,改善團聚缺陷。宏觀性能測試實驗結(jié)果表明,超支化改性BaTi03/EP復合材料的介電常數(shù)得到顯著提升,在頻率為1kH...
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1電容器的簡單模型??
m“81等人制出了同樣屬于樹枝狀高度支化分子的超支化聚苯,但??是由于其內(nèi)部存在一定缺陷,因而與樹枝形聚合物不同,并非是完全對稱的結(jié)構(gòu)。所以最??終Kim等人將這種類似卻與樹枝形聚合物有所不同的聚合物稱為超支化聚合物??(HyperbranchedPolymer,簡稱HBP)。.自從該超支化聚合物被發(fā)現(xiàn)以后,該聚合物引起??很多學者的關(guān)注6??2.?1.?1超支化聚合物的結(jié)構(gòu)及特點??起支化聚合物是_種通過縮聚反應(yīng)使聚合物不斷向外生長,最后形成一種三維大分??子的ABx型聚合物。如圖2-1所示,它具有樹枝狀結(jié)構(gòu),而且有高度支化的特性。從化??學角度看,該支化結(jié)構(gòu)可以看成是一種化學鍵的組合,該組合是以一個核心物質(zhì)為標芯,??然后向外逐漸延伸出大暈支化單元,最后以官能團作為末端來結(jié)束f49]。超支化聚合物具??有非常明顯的反應(yīng)活性,正:是固為高度支化特性使其末端存有大量的高反應(yīng)活性官能團,??Jf:??圖2-1超支化聚合物??Fig.?2-1?Hyperbranched?Polymer??13??
行超聲攪拌,2h后取出并過濾,??干燥研磨后得到用KH550改性的BaTi03粉末。首先用KH550對BaTi03改性,目的是接??枝易與'CHBP外圍議團反應(yīng)的氣雜裏團,反應(yīng)原理如圈所不??(2)?CHBP?接枝納米?BaTi03??以丙酮為溶劑,加入經(jīng)KH550改性后的BaTi03粉末,超聲攪拌30min后得到分散均??勻的溶液;接著開始磁力攪拌,逐步加入〇.5wt%的CHBP及適暈的對甲苯磧酸,40min后??取出,并過濾洗絳掉多余的CHBP,最后千燥、研磨備用<<?反應(yīng)原理如圖2-2、2-3所示,??通過接枝CHBP,為納米BaTi03顆粒表面增添大量的竣基,以達到增強BaTi03與EP間??反應(yīng)活性的目的。??\?c2h5o?\??BaX-OH?|?Ba4-0.??+?C,H50—Si—(CH〇)3—NH,——??Si—(CH,)3—NH,??Ti^-OH?|?TiV-O^??/?c2h5〇?y??圖?2-2?KH550??文性?BaTiCb??Fig.?2-2?KH550?Modified?BaTi03??COOHCOOH?COOH?COOH??COOH%<?COOH?。隱丫?COOH??coohJ^^^cooh??COOH?c〇〇H?COOH?T?cJ〇h??COOH?COOH?COOH?COOH??圖2-3?BaTi〇3表面接枝CHBP??Fig.?2-3?CHBP?Grafted?on?BaTi〇3?Surface??2.?3樣品紅外表征??FTIR是一種用于表征分子微觀特性的測試方法,由于在光譜中特定的譜帶對應(yīng)著特??定的官能團,所以該方法可以檢測出樣品中所存在的官
【參考文獻】:
期刊論文
[1]面向智能配電網(wǎng)可信量測裝置高儲能密度的電力電容器介質(zhì)Bi1.5ZnNb1.5O7(BZN)薄膜材料制備[J]. 韓韜,么軍,葛榮剛,姜寧,魯文,葛磊蛟. 電力電容器與無功補償. 2019(03)
[2]石墨烯/石墨單層涂層織物的電磁性能和力學性能的研究[J]. 劉元軍,劉旭琳,張一曲,趙曉明. 紡織科學與工程學報. 2019(02)
[3]超支化聚酯改性納米SiO2/環(huán)氧樹脂的介電特性[J]. 楊國清,黎洋,王德意,劉菁,李嘉昕. 電工技術(shù)學報. 2019(05)
[4]電力電容器用高儲能密度介質(zhì)材料的研究[J]. 黃貝利,李兆林. 電力電容器與無功補償. 2018(02)
[5]核殼結(jié)構(gòu)功能顆粒構(gòu)建策略與聚合物介電/儲能特性的關(guān)系[J]. 趙航,查俊偉,黨智敏. 中國科技論文. 2018(04)
[6]介質(zhì)擊穿與界面區(qū)陷阱特性的關(guān)聯(lián)[J]. 謝東日,閔道敏,劉文鳳,李盛濤,康文斌,閔超. 高電壓技術(shù). 2018(02)
[7]鐵電聚合物基納米復合電介質(zhì)儲能材料研究進展[J]. 查俊偉,鄭明勝,黨智敏. 高電壓技術(shù). 2017(07)
[8]三明治結(jié)構(gòu)聚偏氟乙烯基復合介質(zhì)的微結(jié)構(gòu)設(shè)計及介電特性[J]. 遲慶國,陳辰,張月,張昌海,王暄,雷清泉. 高電壓技術(shù). 2017(07)
[9]BN表面改性對BN/環(huán)氧樹脂復合材料導熱性能的影響[J]. 汪蔚,曹萬榮,陳婷婷. 復合材料學報. 2018(02)
[10]鈦酸鋇納米復合材料制備與性能研究[J]. 韓淑芬,陳偉偉,于潔. 無機鹽工業(yè). 2016(12)
博士論文
[1]基于兩性離子聚合物超親水表面的制備及應(yīng)用研究[D]. 梁邦.中國科學技術(shù)大學 2019
[2]介電填料表面處理新方法及其在PVDF基柔性復合介電材料制備中的應(yīng)用研究[D]. 張先宏.北京化工大學 2016
[3]高介電聚合物基鈦酸鋇納米復合材料的制備與性能研究[D]. 謝禮源.上海交通大學 2014
[4]BiFeO3/LDPE納米復合材料制備及磁場誘導對其介電性能影響研究[D]. 宋偉.哈爾濱理工大學 2013
碩士論文
[1]超支化聚氨酯丙烯酸酯的制備及其在紫外光固化涂料中的應(yīng)用[D]. 代倩蓉.上海應(yīng)用技術(shù)大學 2019
[2]PE/OMMT納米復合電介質(zhì)結(jié)構(gòu)和介電性能的研究[D]. 李果.山東理工大學 2019
[3]熒光功能硅烷偶聯(lián)劑標記SiO2及其在硅橡膠中的分散性研究[D]. 陳柯旭.西南科技大學 2019
[4]氮化硼/環(huán)氧樹脂導熱復合材料的制備與性能研究[D]. 石倩.貴州大學 2019
[5]超支化聚酯改性納米SiO2/環(huán)氧樹脂絕緣性能研究[D]. 黎洋.西安理工大學 2018
[6]鈦酸鋇復合材料的優(yōu)化改進及介電儲能性能研究[D]. 張政.中國石油大學(北京) 2018
[7]界面極化對碳納米管彈性體復合材料的介電性能影響研究[D]. 姜春宇.北京化工大學 2017
[8]聚合物基半導體納米復合電介質(zhì)材料的制備與性能研究[D]. 丁善軍.深圳大學 2017
[9]納米鈦酸鋇/聚醚砜復合材料的制備及其介電儲能研究[D]. 楊罡.吉林大學 2017
[10]鈦酸鋇納米復合材料的制備及介電儲能的研究[D]. 劉鴻昌.中國石油大學(北京) 2017
本文編號:3483645
【文章來源】:西安理工大學陜西省
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1電容器的簡單模型??
m“81等人制出了同樣屬于樹枝狀高度支化分子的超支化聚苯,但??是由于其內(nèi)部存在一定缺陷,因而與樹枝形聚合物不同,并非是完全對稱的結(jié)構(gòu)。所以最??終Kim等人將這種類似卻與樹枝形聚合物有所不同的聚合物稱為超支化聚合物??(HyperbranchedPolymer,簡稱HBP)。.自從該超支化聚合物被發(fā)現(xiàn)以后,該聚合物引起??很多學者的關(guān)注6??2.?1.?1超支化聚合物的結(jié)構(gòu)及特點??起支化聚合物是_種通過縮聚反應(yīng)使聚合物不斷向外生長,最后形成一種三維大分??子的ABx型聚合物。如圖2-1所示,它具有樹枝狀結(jié)構(gòu),而且有高度支化的特性。從化??學角度看,該支化結(jié)構(gòu)可以看成是一種化學鍵的組合,該組合是以一個核心物質(zhì)為標芯,??然后向外逐漸延伸出大暈支化單元,最后以官能團作為末端來結(jié)束f49]。超支化聚合物具??有非常明顯的反應(yīng)活性,正:是固為高度支化特性使其末端存有大量的高反應(yīng)活性官能團,??Jf:??圖2-1超支化聚合物??Fig.?2-1?Hyperbranched?Polymer??13??
行超聲攪拌,2h后取出并過濾,??干燥研磨后得到用KH550改性的BaTi03粉末。首先用KH550對BaTi03改性,目的是接??枝易與'CHBP外圍議團反應(yīng)的氣雜裏團,反應(yīng)原理如圈所不??(2)?CHBP?接枝納米?BaTi03??以丙酮為溶劑,加入經(jīng)KH550改性后的BaTi03粉末,超聲攪拌30min后得到分散均??勻的溶液;接著開始磁力攪拌,逐步加入〇.5wt%的CHBP及適暈的對甲苯磧酸,40min后??取出,并過濾洗絳掉多余的CHBP,最后千燥、研磨備用<<?反應(yīng)原理如圖2-2、2-3所示,??通過接枝CHBP,為納米BaTi03顆粒表面增添大量的竣基,以達到增強BaTi03與EP間??反應(yīng)活性的目的。??\?c2h5o?\??BaX-OH?|?Ba4-0.??+?C,H50—Si—(CH〇)3—NH,——??Si—(CH,)3—NH,??Ti^-OH?|?TiV-O^??/?c2h5〇?y??圖?2-2?KH550??文性?BaTiCb??Fig.?2-2?KH550?Modified?BaTi03??COOHCOOH?COOH?COOH??COOH%<?COOH?。隱丫?COOH??coohJ^^^cooh??COOH?c〇〇H?COOH?T?cJ〇h??COOH?COOH?COOH?COOH??圖2-3?BaTi〇3表面接枝CHBP??Fig.?2-3?CHBP?Grafted?on?BaTi〇3?Surface??2.?3樣品紅外表征??FTIR是一種用于表征分子微觀特性的測試方法,由于在光譜中特定的譜帶對應(yīng)著特??定的官能團,所以該方法可以檢測出樣品中所存在的官
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[8]三明治結(jié)構(gòu)聚偏氟乙烯基復合介質(zhì)的微結(jié)構(gòu)設(shè)計及介電特性[J]. 遲慶國,陳辰,張月,張昌海,王暄,雷清泉. 高電壓技術(shù). 2017(07)
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[3]高介電聚合物基鈦酸鋇納米復合材料的制備與性能研究[D]. 謝禮源.上海交通大學 2014
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碩士論文
[1]超支化聚氨酯丙烯酸酯的制備及其在紫外光固化涂料中的應(yīng)用[D]. 代倩蓉.上海應(yīng)用技術(shù)大學 2019
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[3]熒光功能硅烷偶聯(lián)劑標記SiO2及其在硅橡膠中的分散性研究[D]. 陳柯旭.西南科技大學 2019
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[8]聚合物基半導體納米復合電介質(zhì)材料的制備與性能研究[D]. 丁善軍.深圳大學 2017
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[10]鈦酸鋇納米復合材料的制備及介電儲能的研究[D]. 劉鴻昌.中國石油大學(北京) 2017
本文編號:3483645
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