A kind of polymer modified graphene / PVDF high dielectric composite material and a preparation method thereof. The composite material with PVDF as matrix has grafted amino silane and polymer functionalized graphene as dielectric enhancement fillers, sequentially through solution blending, electrospinning and laminated hot pressing after forming the preparation for. The invention uses micro dual control interface and spatial structure as a foundation, through the method of graphene surface polymer grafting modification and electrospinning process combining the effective realization of uniform dispersion of high filling amount of graphene fillers in PVDF matrix, the graphene / poly vinylidene fluoride composite dielectric constant the material is obviously improved, and the dielectric loss factor is low, which is suitable for embedded capacitors with high energy density storage device etc..
【技术实现步骤摘要】
一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料
,特别是涉及一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料及其制备方法。
技术介绍
尽管聚合物材料有着优良的力学性能、化学稳定性与电绝缘性,但其介电常数较低,一般在10以下,所以大大地限制了它们的应用范围。近年来,科研工作者发现通过向聚合物中加入导电填料能够得到具有高介电常数的导电填料/聚合物复合材料。根据渗流理论,当导电填料的含量非常接近渗流阈值但还不足以使导电网络形成时,导电填料之间虽然极为接近却仍彼此分离,相当于向聚合物基体中引入了大量的微电容器结构。这些微电容器的存在能够大幅度地提高所得导电填料/聚合物复合材料的介电常数,使该类材料在埋入式电容器、高能量密度储能器、介电弹性体等方面极具应用前景。但是,通常情况下所使用的导电填料多为无机材料,与有机聚合物之间的相容性较差,在聚合物基体中易于团聚,严重影响了导电填料/聚合物复合材料的介电性能。因此,改善无机填料与有机聚合物之间的界面相容性并使其均匀分散在聚合物基体之中对于提高导电填料/聚合物复合材料的介电常数显得尤为重要。作为新型纳米碳材料,石墨烯具有优异的电学性能、力学性能与热传导性能,有望成为理想的介电增强功能填料。另一方面,聚偏氟乙烯(PVDF)是一种介电常数较高的聚合物,将其作为基体将有利于提高渗流型复合材料的介电常数。因此,将石墨烯与聚偏氟乙烯进行有效复合可望得到介电性能优良的复合材料。关于石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料的研究可参考文献(“石墨烯的制备及石墨烯/PVDF复合材料介电性能的研究”,宋洪松, ...
【技术保护点】
一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料,其特征在于,该复合材料以聚偏氟乙烯为基体,以先后经氨基硅烷与聚合物接枝改性的石墨烯为介电增强功能填料,依次经溶液共混、静电纺丝与叠层热压成型后制备获得。
【技术特征摘要】
1.一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料,其特征在于,该复合材料以聚偏氟乙烯为基体,以先后经氨基硅烷与聚合物接枝改性的石墨烯为介电增强功能填料,依次经溶液共混、静电纺丝与叠层热压成型后制备获得。2.根据权利要求1所述的一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料,其特征在于,所述改性石墨烯占复合材料重量百分数的4-16wt.%。3.一种聚合物改性石墨烯/聚偏氟乙烯高介电复合材料的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:1)将改性石墨烯按重量百分数为4-16wt.%与聚偏氟乙烯粒料进行手工混合后,将上述所得混合料投入到质量比为7:3的N,N-二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶剂中形成10-15wt.%的溶液,将该溶液超声混合0.5-1小时后,再在70-85摄氏度下经2-3小时搅拌后得到混合均匀的静电纺丝溶液;2)将上述配得的静电纺丝溶液倒入针筒中,调节静电纺丝参数如下:负电压为1-2千伏,正电压为13-15千伏,电纺接收距离为8-10厘米,接收滚筒转速为每分钟2800转,进行静电纺丝得到石墨烯/聚偏氟乙烯电纺膜;3)将3-4片石墨烯/聚偏氟乙烯电纺膜层叠在一起后进行热压成型,在温度为190-200摄氏度、压力为10-14兆帕的条件下热压3-5分钟,得到石墨烯/聚偏氟乙烯复合材料。4.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员:何富安,黎增田,林国豪,李英,杨营,林博,张世杰,汤一文,
申请(专利权)人:广东石油化工学院,
类型:发明
国别省市:广东,44
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