Toepassing van een koppelingsagent om de diëlektrische eigenschappen van op polymeren gebaseerde nanocomposieten te verbeteren

Het bleek dat het gebruik van commercieel koppelingsmiddel het oppervlak van keramische nanofillers kon wijzigen, daarom werd een goede nattigheid op de interface tussen keramiek en polymeer bereikt, en de verbeterde energieopslagprestaties werden verkregen door een geschikte hoeveelheid koppelingsmiddel. De methode die door dit werk wordt ontwikkeld, kan worden gebruikt bij de bereiding van flexibele composieten, wat zeer wenselijk is voor de productie van hoogwaardige filmcondensatoren. Bereid de oplossing van KH550 met 95 gewicht procent ethanol water oplosmiddel door 15 minuten ultra-sonicatie.

Behandel de BT nanodeeltjes in KH550-oplossingen met 30 minuten ultra-sonicatie. Meet daarbij de gewichten van KH550- en BT-nanodeeltjesvullers die zijn bekleed met één, twee, drie, vier en vijf gewichts procent van het koppelingsmiddel in de KH550 verdunde oplossing met een volume van vijf milliliter. Verdamp het water-ethanol oplosmiddel uit de matrix bij 80 graden C gedurende vijf uur, en vervolgens tot 120 graden C gedurende 12 uur in een vacuümoven.

Gebruik de droge nanodeeltjes als het oppervlak gemodificeerde vulstoffen in de voorbereiding van BTVC-91 nanocomposieten. Ten eerste werd de op DMF gebaseerde polymeeroplossing bereid door 0,3 gram polymeerpoeders op te lossen in 10 milliliter DMF bij kamertemperatuur door een magnetische roeren gedurende acht uur. Twee, de barium titanaat nanodeeltjes werden toegevoegd in de oplossing, vervolgens gevolgd met 12 uur roeren om homogene suspensie te vormen en ultrasoon gedurende 30 minuten.

In het voorbereidingsproces werden zowel het ongewijzigde bariumtiaanaat als het bariumtitanaat met koppelingsmiddel gebruikt. Daarna werd de suspensie gegoten op een voorverwarmd klasse substraat om films te maken. Drie milliliter van de suspensie werd gedropt op elk van de glazen substraat.

Vijf, het glazen substraat met suspensies werd vervolgens gehouden in de oven op 70 graden gedurende acht uur om het oplosmiddel te verdampen. Zes, ten slotte, de as-cast films werden vrijgegeven van het glazen substraat en verkregen vrijstaande films werden geannealed op 160 graden C in de lucht voor 12 uur. De vrijstaande nanocomposietfilms werden volgens het protocol met succes vervaardigd.

Uit de SEM werd bevestigd dat de keramische nanodeeltjes die zijn behandeld met een geschikte hoeveelheid koppelingsmiddel die tijdens het gieten gelijkmatig in de nanocomposieten kon worden verdeeld, terwijl de buitensporige hoeveelheid koppelingsmiddel interacties tussen keramische nanodeeltjes kan veroorzaken en kan leiden tot de samenvoeging van vulstoffen. Voor de nanocomposieten met een laag vulgehalte was de diëlektrische constante van de composieten in principe ongewijzigd met een kleine hoeveelheid koppelingsmiddel en neemt iets af met de toekomstige toenemende hoeveelheid koppelingsmiddel. Voor de nanocomposieten met een hoog vulgehalte neemt de diëlektrische constante van de composieten negatief toe met een kleine hoeveelheid koppelingsmiddel en neemt het sterk af met de toekomstige toenemende hoeveelheid koppelingsmiddel.

In termen van diëlektrisch verlies, de nanocomposieten met koppelingsmiddel hebben een hoger diëlektrisch verlies dan de nanocomposieten zonder koppelingsmiddel. De maximale afbraaksterkte werd verkregen toen twee gewichts procent van het koppelingsmiddel werd gebruikt. Een lagere afbraak sterktes werd gevonden van de nanocomposieten met een hogere hoeveelheid koppeling agent.

Door de verbeterde afbraakkrachten en onze relatief hoge laadaflosefficiëntie werd de maximale energiedichtheid van de nanocomposieten met een kleine hoeveelheid koppelingsmiddel verbeterd. In dit werk, barium titanaat, de meest bestudeerde ferro-elektrische materiaal met een hoge diëlektrische constante werden gebruikt als vulstoffen. Het PVDF-CTFE copolymeer werd gebruikt als polymeermatrix voor de bereiding van keramische polymeercomposieten.

Om het oppervlak van barium titanate nanofillers te wijzigen, werd de commercieel verkrijgde KH550 gekocht en gebruikt als koppelingsmiddel. Zij kritische hoeveelheid van het nanocomposietsysteem werd bepaald door de reeks experiment. Een eenvoudige, goedkope en de op grote schaal toepasbare methode om de energiedichtheid van nano-sized composiet systeem te verbeteren werd aangetoond.