高介電常數低介電損耗多相聚合物基復合材料的研究.pdf

1、作為典型的導體/聚合物復合材料之一，碳納米管（CNT）/聚合物復合材料在CNT的含量接近滲流閾值（fc）時發(fā)生絕緣體-導體的轉變，從而獲得高介電常數，但是導電通路的形成也往往導致高介電損耗。另一方面，為了保持聚合物良好的加工性和較低的生產成本，低fc無疑極具吸引力。目前雙逾滲結構的復合材料并未能夠有效提高介電常數和降低介電損耗。因此，如何通過調整基體新穎的相結構獲得綜合介電性能優(yōu)良的復合材料仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。本文即圍繞這個主題展開研究。

2、
　　首先，本文以聚醚酰亞胺（PEI）/雙馬來酰亞胺（BD）不相容聚合物體系為基體，固定多壁CNT（MWCNT）的含量（0.4wt％），制備了PEI/BD質量配比不同的系列0.4MWCNT/PEI/BD復合材料，隨著PEI含量的升高，復合材料依次呈現海島、雙連續(xù)和反轉相結構。與0.4MWCNT/BD相比，MWCNT選擇性分散在BD相中，同時傾向于在PEI相稠周圍富集并沿著平行于PEI相稠球半徑法向平面排布，增加了復合材料微電容的數

3、量，因而使得 MWCNT的分散狀態(tài)發(fā)生了調整且復合材料的介電性能產生顯著變化。在100Hz下，海島相結構的0.4MWCNT/10PEI/BD介電常數增加至600，為0.4MWCNT/BD復合材料的4.5倍；而前者的介電損耗僅為后者的0.1倍。等效模擬電路的建立揭示了不同相結構在控制復合材料介電性能上的微觀機理。
　　其次，當PEI與BD樹脂的質量比為20:100時，所得到的PEI20/BD為反轉相結構。以其為聚合物基體，分別采用

4、Haake熔融共混和溶液共混技術成功制備了MWCNT分布在PEI相中的復合材料（h-MWCNT/20PEI/BD）和MWCNT分布在BD相中的復合材料（MWCNT/20PEI/BD）。研究結果顯示，兩種復合材料的介電性能差異明顯。在相同組份下，與MWCNT/20PEI/BD復合材料相比，h-MWCNT/20PEI/BD復合材料具有更高的介電常數和更低的fc。在100Hz下，h-0.45MWCNT/20PEI/BD復合材料的介電常數高達1