聚芳醚腈基多維多尺度納米復(fù)合介質(zhì)薄膜的制備與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-01 09:54
近年來,隨著科技的迅速發(fā)展,新型微型化、輕量化和便攜式電子器件的設(shè)計(jì)與制造以滿足現(xiàn)代電容器的需求而引起了人們的極大關(guān)注,其中高性能電介質(zhì)材料是影響元器件性能的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的陶瓷電介質(zhì)材料具有較高的介電常數(shù)但其重量較大且質(zhì)地易脆;聚合物電介質(zhì)具有質(zhì)輕、柔性等特點(diǎn)但其介電常數(shù)卻相對(duì)較低。因此,要想實(shí)現(xiàn)聚合物基體與無機(jī)納米粒子的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),開發(fā)出兼具高介電常數(shù)和良好韌性的輕量化聚合物基復(fù)合材料是最理想的方式之一。聚芳醚腈(PEN)作為一類新型特種工程塑料,擁有優(yōu)異的耐熱性和韌性;此外,PEN因強(qiáng)極性氰基基團(tuán)的存在使其介電常數(shù)達(dá)到4.0左右。本課題首先通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改變芳香二元酚結(jié)構(gòu)類型制備獲得了一系列玻璃化溫度梯度和不同結(jié)構(gòu)的聚芳醚腈樹脂;其次,基于零維鈦酸鋇納米粒子、一維碳納米管、二維氧化石墨烯通過相應(yīng)的物理或化學(xué)手段構(gòu)建了新型多維多尺度納米粒子;然后采用連續(xù)超聲技術(shù)和溶液共混的方式將其引入至PEN基體中制備得到聚芳醚腈基納米復(fù)合介質(zhì)薄膜,詳細(xì)地研究了不同構(gòu)型、不同維度和不同尺寸納米填料對(duì)PEN結(jié)構(gòu)與性能的影響。(1)首先利用分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備了一系列玻璃化溫度梯度和不同構(gòu)型的聚芳醚腈樹脂...
【文章頁(yè)數(shù)】:170 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用
1.2.1 研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介
1.2.2 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的分類
1.2.3 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的應(yīng)用
1.3 高性能聚合物及其多維多尺度納米復(fù)合薄膜的研究進(jìn)展
1.3.1 聚合物介質(zhì)薄膜的應(yīng)用
1.3.2 多維多尺度納米材料的構(gòu)筑與界面調(diào)控
1.3.3 聚合物基多維多尺度復(fù)合介質(zhì)薄膜的制備方法
1.4 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的發(fā)展趨勢(shì)及本課題選題依據(jù)
1.4.1 發(fā)展趨勢(shì)及存在的問題
1.4.2 本課題選題依據(jù)
1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.5.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 聚芳醚腈的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
2.2.2 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈及其薄膜的制備
2.2.3 單向拉伸聚芳醚腈薄膜的制備
2.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的特性粘度
2.3.3 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的溶解性
2.3.4 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈薄膜性能研究
2.3.5 單向拉伸聚芳醚腈薄膜的性能研究
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于BaTiO_3 的多尺度界面調(diào)控制備PEN基復(fù)合薄膜
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
3.2.2 零維BT的界面修飾及尺度調(diào)控
3.2.3 PEN基復(fù)合介質(zhì)薄膜的制備
3.2.4 單向拉伸PEN/PANI-f-BT納米復(fù)合薄膜的制備
3.2.5 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 PEN/BT復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.2 PEN/BT@C納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.3 PEN/PANI-f-BT納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.4 PEN/BT-g-CuPc納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.5 幾種聚芳醚腈基納米復(fù)合材料的性能對(duì)比
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于CNTs的多維多尺度納米材料構(gòu)筑制備PEN基復(fù)合薄膜
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
4.2.2 一維CNTs的尺寸調(diào)控及多維多尺度納米粒子的構(gòu)筑
4.2.3 PEN基納米復(fù)合薄膜的制備
4.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PEN/CNTs納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.3.2 PEN/CNTs-g-BT納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于GO的多維納米材料構(gòu)筑制備PEN基復(fù)合薄膜
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
5.2.2 三維CNTs-BT-GO納米填料的構(gòu)筑
5.2.3 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合薄膜的制備
5.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 CNTs-BT-GO納米填料結(jié)構(gòu)與形貌表征
5.3.2 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料微觀形貌分析
5.3.3 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的熱學(xué)性能
5.3.4 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的力學(xué)性能
5.3.5 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的介電性能
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚芳醚腈結(jié)構(gòu)與性能的研究進(jìn)展[J]. 蒲澤軍,唐海龍,童麗芬,馮夢(mèng)娜,王盼,賈坤,劉孝波. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2015(12)
[2]聚合物基復(fù)合介電材料的研究進(jìn)展[J]. 馬育紅,張先宏,楊萬(wàn)泰. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[3]多壁碳納米管/聚偏氟乙烯高介電常數(shù)復(fù)合材料的制備與性能[J]. 王金龍,王文一,史菁元,李艷玲,高寧寧,劉正鑫,連偉濤. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]無機(jī)顆粒填充聚合物復(fù)合材料的介電性能研究[J]. 黃良,朱朋莉,梁先文,于淑會(huì),孫蓉,汪正平. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
[5]高儲(chǔ)能密度介電材料研的究進(jìn)展[J]. 黃佳佳,張勇,陳繼春. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(S1)
[6]磁化率、電極化率、電位移等物理量的單位及其換算[J]. 袁方. 物探與化探. 2008(04)
[7]全有機(jī)電活性復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 苑金凱,黨智敏. 絕緣材料. 2007(03)
[8]拉伸流場(chǎng)對(duì)聚合物填充體系的分散混合作用[J]. 黃磊,歐相麟,吳世見. 中國(guó)塑料. 2006(09)
[9]集成化是無源元件發(fā)展的必然趨勢(shì)[J]. 況延香,朱頌春,焦洪杰. 世界產(chǎn)品與技術(shù). 2003(05)
[10]聚芳醚腈的合成與性能[J]. 劉孝波,蔣啟泰,唐安斌,張欣苑,張軍華,蔡興賢. 四川聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 1997(06)
博士論文
[1]鋯鈦酸鋇鈣纖維-聚偏氟乙烯復(fù)合介質(zhì)的制備與儲(chǔ)能性能[D]. 張?jiān)?哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]鈦酸銅鈣/聚偏氟乙烯復(fù)合介質(zhì)的制備及介電性能研究[D]. 高亮.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]基于BNNS的聚合物基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控與介電儲(chǔ)能性能研究[D]. 劉飛華.武漢理工大學(xué) 2018
[4]高儲(chǔ)能密度聚偏氟乙烯基復(fù)合介質(zhì)的制備與性能研究[D]. 張昌海.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[5]金屬酞菁/聚芳醚腈功能復(fù)合材料研究[D]. 蒲澤軍.電子科技大學(xué) 2016
[6]高介電聚芳醚腈基復(fù)合材料的制備與性能[D]. 黃旭.電子科技大學(xué) 2016
[7]高介電低損耗聚合物納米復(fù)合材料的可控制備與性能調(diào)控[D]. 楊科.上海交通大學(xué) 2015
[8]多壁碳納米管的表面修飾與聚芳醚腈復(fù)合材料[D]. 詹迎青.電子科技大學(xué) 2013
[9]聚醚砜基高介電常數(shù)復(fù)合材料的研究[D]. 王法軍.華中科技大學(xué) 2009
[10]單雙光子聚合法結(jié)合制備引入缺陷的光子晶體及其色散性質(zhì)的研究[D]. 沈曉霞.山東大學(xué) 2009
碩士論文
[1]復(fù)合介質(zhì)材料的制備及其介電性能的研究[D]. 張路.華中科技大學(xué) 2017
[2]納米鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 盧同紅.武漢理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3654022
【文章頁(yè)數(shù)】:170 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用
1.2.1 研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)介
1.2.2 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的分類
1.2.3 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的應(yīng)用
1.3 高性能聚合物及其多維多尺度納米復(fù)合薄膜的研究進(jìn)展
1.3.1 聚合物介質(zhì)薄膜的應(yīng)用
1.3.2 多維多尺度納米材料的構(gòu)筑與界面調(diào)控
1.3.3 聚合物基多維多尺度復(fù)合介質(zhì)薄膜的制備方法
1.4 聚合物基復(fù)合介質(zhì)薄膜的發(fā)展趨勢(shì)及本課題選題依據(jù)
1.4.1 發(fā)展趨勢(shì)及存在的問題
1.4.2 本課題選題依據(jù)
1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
1.5.1 本論文的主要研究?jī)?nèi)容
1.5.2 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 聚芳醚腈的合成、結(jié)構(gòu)與性能研究
2.1 引言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
2.2.2 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈及其薄膜的制備
2.2.3 單向拉伸聚芳醚腈薄膜的制備
2.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的特性粘度
2.3.3 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈的溶解性
2.3.4 不同結(jié)構(gòu)聚芳醚腈薄膜性能研究
2.3.5 單向拉伸聚芳醚腈薄膜的性能研究
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于BaTiO_3 的多尺度界面調(diào)控制備PEN基復(fù)合薄膜
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
3.2.2 零維BT的界面修飾及尺度調(diào)控
3.2.3 PEN基復(fù)合介質(zhì)薄膜的制備
3.2.4 單向拉伸PEN/PANI-f-BT納米復(fù)合薄膜的制備
3.2.5 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 PEN/BT復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.2 PEN/BT@C納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.3 PEN/PANI-f-BT納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.4 PEN/BT-g-CuPc納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
3.3.5 幾種聚芳醚腈基納米復(fù)合材料的性能對(duì)比
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于CNTs的多維多尺度納米材料構(gòu)筑制備PEN基復(fù)合薄膜
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
4.2.2 一維CNTs的尺寸調(diào)控及多維多尺度納米粒子的構(gòu)筑
4.2.3 PEN基納米復(fù)合薄膜的制備
4.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PEN/CNTs納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.3.2 PEN/CNTs-g-BT納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能研究
4.4 本章小結(jié)
第五章 基于GO的多維納米材料構(gòu)筑制備PEN基復(fù)合薄膜
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)部分
5.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及原料
5.2.2 三維CNTs-BT-GO納米填料的構(gòu)筑
5.2.3 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合薄膜的制備
5.2.4 測(cè)試表征儀器及測(cè)試方法
5.3 結(jié)果與討論
5.3.1 CNTs-BT-GO納米填料結(jié)構(gòu)與形貌表征
5.3.2 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料微觀形貌分析
5.3.3 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的熱學(xué)性能
5.3.4 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的力學(xué)性能
5.3.5 PEN/CNTs-BT-GO納米復(fù)合材料的介電性能
5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)及展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]聚芳醚腈結(jié)構(gòu)與性能的研究進(jìn)展[J]. 蒲澤軍,唐海龍,童麗芬,馮夢(mèng)娜,王盼,賈坤,劉孝波. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2015(12)
[2]聚合物基復(fù)合介電材料的研究進(jìn)展[J]. 馬育紅,張先宏,楊萬(wàn)泰. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[3]多壁碳納米管/聚偏氟乙烯高介電常數(shù)復(fù)合材料的制備與性能[J]. 王金龍,王文一,史菁元,李艷玲,高寧寧,劉正鑫,連偉濤. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]無機(jī)顆粒填充聚合物復(fù)合材料的介電性能研究[J]. 黃良,朱朋莉,梁先文,于淑會(huì),孫蓉,汪正平. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(19)
[5]高儲(chǔ)能密度介電材料研的究進(jìn)展[J]. 黃佳佳,張勇,陳繼春. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(S1)
[6]磁化率、電極化率、電位移等物理量的單位及其換算[J]. 袁方. 物探與化探. 2008(04)
[7]全有機(jī)電活性復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 苑金凱,黨智敏. 絕緣材料. 2007(03)
[8]拉伸流場(chǎng)對(duì)聚合物填充體系的分散混合作用[J]. 黃磊,歐相麟,吳世見. 中國(guó)塑料. 2006(09)
[9]集成化是無源元件發(fā)展的必然趨勢(shì)[J]. 況延香,朱頌春,焦洪杰. 世界產(chǎn)品與技術(shù). 2003(05)
[10]聚芳醚腈的合成與性能[J]. 劉孝波,蔣啟泰,唐安斌,張欣苑,張軍華,蔡興賢. 四川聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 1997(06)
博士論文
[1]鋯鈦酸鋇鈣纖維-聚偏氟乙烯復(fù)合介質(zhì)的制備與儲(chǔ)能性能[D]. 張?jiān)?哈爾濱理工大學(xué) 2019
[2]鈦酸銅鈣/聚偏氟乙烯復(fù)合介質(zhì)的制備及介電性能研究[D]. 高亮.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[3]基于BNNS的聚合物基復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控與介電儲(chǔ)能性能研究[D]. 劉飛華.武漢理工大學(xué) 2018
[4]高儲(chǔ)能密度聚偏氟乙烯基復(fù)合介質(zhì)的制備與性能研究[D]. 張昌海.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[5]金屬酞菁/聚芳醚腈功能復(fù)合材料研究[D]. 蒲澤軍.電子科技大學(xué) 2016
[6]高介電聚芳醚腈基復(fù)合材料的制備與性能[D]. 黃旭.電子科技大學(xué) 2016
[7]高介電低損耗聚合物納米復(fù)合材料的可控制備與性能調(diào)控[D]. 楊科.上海交通大學(xué) 2015
[8]多壁碳納米管的表面修飾與聚芳醚腈復(fù)合材料[D]. 詹迎青.電子科技大學(xué) 2013
[9]聚醚砜基高介電常數(shù)復(fù)合材料的研究[D]. 王法軍.華中科技大學(xué) 2009
[10]單雙光子聚合法結(jié)合制備引入缺陷的光子晶體及其色散性質(zhì)的研究[D]. 沈曉霞.山東大學(xué) 2009
碩士論文
[1]復(fù)合介質(zhì)材料的制備及其介電性能的研究[D]. 張路.華中科技大學(xué) 2017
[2]納米鈦酸鋇/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 盧同紅.武漢理工大學(xué) 2009
本文編號(hào):3654022
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