【摘要】 纳米粒子影响复合材料介电性能的另一个原因是在复合材料中形成微电容网络。

这一期我们继续介绍改善介电性能的纳米填料对材料产生的影响。

纳米粒子影响复合材料介电性能的另一个原因是在复合材料中形成微电容网络。向聚合物基体中引入导电纳米粒子，尤其是碳基纳米填料是提高复合材料介电常数同时维持薄膜柔性的最佳途径，其中导电纳米填料充当电极，聚合物作为介电层从而形成微电容网络模型。Iqbal等报导了一种电荷转移络合物（CTC），他们以低聚酰亚胺对石墨烯进行表面功能化处理并与聚酰胺酸（PAA）共混并进行热亚胺化得到PGC-FGO薄膜，随FGO含量增加，介电常数显著升高，这归因于微电容网络的形成，添加8 wt% FGO的复合薄膜介电常数为42.72，由于填料改性后分散性好，介电损耗为0.0018，基体与填料间的强相互作用使抗张强度达到122.47MPa。然而，该薄膜的击穿强度明显降低，由纯PI的301.8 MV·m-1降到172.4 MV·m-1。

图.1 含有亚胺表面改性剂和胺端基团的FGO的制备

Mirkhani等向PVA基体中分别添加1 wt%和10 wt%的Ti3C2Tx，溶液浇铸（SC）制备30μm的柔性薄膜，纳米填料含量过低时无法形成微电容网络，随填料含量增加到10 wt%时形成微电容网络结构，介电常数（370）为前者的17倍。他们还研究了薄膜制备方法对介电性能的影响，通过真空辅助过滤（VAF）制备的薄膜中发现了珍珠层结构，填料排列形成平面，构建了极大的微电容网络，介电常数高达3166。

本期由于版面原因，更多关于高介电材料的知识我们下一期再介绍。

参考文献

[1] Iqbal A,Lee S H,Siddiqi H M,Park O O,Akhter T. The Journal of Physical Chemistry C,2018,122,(12):6555.

[2] Mirkhani S A,Shayesteh Zeraati A,Aliabadian E,Naguib M,Sundararaj U. ACS Appl Mater Interfaces,2019,11,(20):18599.

 

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