材料研究学报

作者：陈林, 黄娇, 严磊, 郭怡, 林宏, 蔺海兰, 卞军

单位：西华大学材料科学与工程学院 成都 610039

关键词：复合材料,聚偏氟乙烯(PVDF),杂化纳米填料,热性能,力学性能,介电性能

基金：国家教育部春晖计划(Z2018088);西华大学大健康管理促进中心开放课题基金(DJKG2019-002);2020年西华大学“西华杯”大学生创新创业训练项目(2020133);西华大学Interface创新研究工作室重点建设项目(2019-07);西华大学研究生创新基金(SA2000002910)

先以两种直径(50 nm，100 nm)的羟基化钛酸钡(BT)和两种长度(10~20 nm，20~40 nm)的酸化多壁碳纳米管(MWCNTs)为功能填料，进行液相反应制备四种BT/MWCNTs杂化纳米填料(分别记为BT-A/MWCNTs-B，其中A=5，10；B=1，2)，再用熔融共混-压板成型技术分别将其与PVDF复合制备出BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料。使用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、差示扫描量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸性能测试和介电性能测试系统研究了多尺度功能性填料BT-A/MWCNTs-B对这种纳米复合材料的组织结构和结晶性能、介电性能和力学性能的影响。结果表明，与BT/PVDF和MWCNTs/PVDF体系相比，BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料具有更高的结晶度和热性能，BT-10的含量(质量分数，下同)为16%、MWCNTs-2的含量为5%的BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料其熔融温度可达173.8℃，比纯PVDF(159.6℃)提高了14.2℃，其结晶度可达43.1%。三相BT-A/MWCNTs-B/PVDF纳米复合材料比两相纳米复合材料具有更优异的介电性能，BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料100Hz下的介电常数为119，为纯PVDF的14倍，其介电损耗只有0.051。BT-10/MWCNTs-2/PVDF纳米复合材料的拉伸强度和弹性模量分别达到57.7 MPa和1226 MPa。

来源：2020年第11期

《材料研究学报》期刊编辑部

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