Aplicación de un agente de acoplamiento para mejorar las propiedades dieléctricas de los nanocompuestos basados en polímeros

Se demostró que el uso de agentes de acoplamiento comercial podía modificar la superficie de los nanocargadores cerámicos, por lo tanto, se logró una buena humectabilidad en la interfaz de polímero cerámico, y las prestaciones mejoradas de almacenamiento de energía se obtuvieron mediante una cantidad adecuada de agente de acoplamiento. El método desarrollado por este trabajo podría ser utilizado en la preparación de compuestos flexibles, que es altamente deseable para la producción de capacitores de película de alto rendimiento. Prepare la solución de KH550 con un disolvente de agua de etanol de 95 por ciento de peso en 15 minutos de ultrasonicación.

Trate las nanopartículas BT en soluciones KH550 por 30 minutos de ultrasonicación. En este proceso, mida los pesos de los rellenos de nanopartículas KH550 y BT recubiertos con uno, dos, tres, cuatro y cinco por ciento de peso del agente de acoplamiento en la solución diluida KH550 con un volumen de cinco mililitros. Evaporar el disolvente de agua-etanol de la matriz a 80 grados C durante cinco horas, y luego a 120 grados C durante 12 horas en un horno al vacío.

Utilice las nanopartículas secas como rellenos modificados por superficie en la preparación de nanocompuestos BTVC-91. Una, la solución de polímero a base de DMF se preparó disolviendo 0,3 gramos de polvos de polímero en DMF de 10 mililitros a temperatura ambiente mediante una agitación magnética durante ocho horas. Dos, las nanopartículas de titanato de bario se añadieron a la solución, luego siguieron con 12 horas de agitación para formar una suspensión homogénea y ultrasonidos durante 30 minutos.

En el proceso de preparación, se utilizaron tanto el titanato de bario no modificado como el titanato de bario recubierto con agente de acoplamiento. Después de eso, la suspensión fue fundida sobre un sustrato de clase precalentado para hacer películas. Tres mililitros de la suspensión se dejó caer sobre cada uno de los sustratos de vidrio.

Cinco, el sustrato de vidrio con suspensiones se mantuvo en el horno a 70 grados durante ocho horas para evaporar el disolvente. Seis, finalmente, las películas as-cast fueron liberadas del sustrato de vidrio y las películas independientes obtenidas fueron recocidos a 160 grados C en el aire durante 12 horas. Las películas independientes de nanocompuesto fueron fabricadas con éxito de acuerdo con el protocolo.

Se confirmó a partir del SEM que las nanopartículas cerámicas tratadas con una cantidad adecuada de agente de acoplamiento que podría distribuirse uniformemente en los nanocompuestos durante la fundición; mientras que la cantidad excesiva de agente de acoplamiento puede causar interacciones entre nanopartículas cerámicas y conducir a la agregación de rellenos. Para los nanocompuestos con bajo contenido de relleno, la constante dieléctrica de los compuestos se utilizaba básicamente sin cambios con una pequeña cantidad de agente de acoplamiento y disminuye ligeramente con el futuro aumento de la cantidad de agente de acoplamiento. Para los nanocompuestos con alto contenido de relleno, la constante dieléctrica de los compuestos aumenta negativamente con una pequeña cantidad de agente de acoplamiento y disminuye bruscamente con el futuro aumento de la cantidad de agente de acoplamiento.

En términos de pérdida dieléctrica, los nanocompuestos con agente de acoplamiento tienen una pérdida dieléctrica más alta que los nanocompuestos sin agente de acoplamiento. Las máximas intensidades de descomposición se obtuvieron cuando se utilizó el dos por ciento de peso del agente de acoplamiento. Se encontró una menor resistencia a la descomposición de los nanocompuestos con una mayor cantidad de agente de acoplamiento.

Debido a las mayores resistencias a la descomposición y a nuestra relativamente alta eficiencia de descarga de carga, se mejoró la densidad máxima de energía de los nanocompuestos con una pequeña cantidad de agente de acoplamiento. En este trabajo, el titanato de bario, el material ferroeléctrico más estudiado con alta constante dieléctrica se utilizaron como rellenos. El copolímero PVDF-CTFE se utilizó como matriz polimérica para la preparación de compuestos de polímeros cerámicos.

Para modificar la superficie de los nanocargadores de titanato de bario, los KH550 disponibles comercialmente fueron comprados y utilizados como agente de acoplamiento. La cantidad crítica del sistema nanocompueste fue determinada por la serie de experimentos. Se demostró un método fácil, de bajo costo y ampliamente aplicable para mejorar la densidad energética del sistema compuesto de tamaño nanoanueso.