Aplicação de um agente de acoplamento para melhorar as propriedades dielétricas de nanocompactos baseados em polímeros

Foi comprovado que o uso de agente de acoplamento comercial poderia modificar a superfície dos nanofiladores cerâmicos, portanto, foi alcançada boa capacidade na interface cerâmica-polímero, e os desempenhos aprimorados de armazenamento de energia foram obtidos por uma quantidade adequada de agente de acoplamento. O método desenvolvido por este trabalho poderia ser utilizado na preparação de compósitos flexíveis, o que é altamente desejável para a produção de capacitores de filme de alto desempenho. Prepare a solução de KH550 com 95 por cento de peso solvente de água de etanol por 15 minutos ultra-sonicação.

Trate as nanopartículas BT em soluções KH550 por 30 minutos de ultra-sônica. Neste processo, meça os pesos dos preenchimentos de nanopartículas KH550 e BT revestidos com um, dois, três, quatro e cinco por cento de peso do agente de acoplamento na solução diluída KH550 com um volume de cinco mililitros. Evaporar o solvente água-etanol da matriz a 80 graus C por cinco horas, e depois a 120 graus C por 12 horas em um forno a vácuo.

Use as nanopartículas secas como enchimentos modificados da superfície na preparação de nanocompóposos BTVC-91. Um deles, a solução de polímero baseada em DMF foi preparada dissolvendo 0,3 gramas de pó de polímero em 10 mililitros DMF à temperatura ambiente por uma agitação magnética por oito horas. Segundo, as nanopartículas de titânio de bário foram adicionadas à solução, seguidas com 12 horas de agitação para formar suspensão homogênea e ultrassônicas por 30 minutos.

No processo de preparação, foram utilizados tanto o titânado de bário não modificado quanto o titânado de bário revestido com agente de acoplamento. Depois disso, a suspensão foi lançada em um substrato de classe pré-aquecido para fazer filmes. Três mililitros da suspensão foram derrubados em cada um dos substratos de vidro.

Cinco, o substrato de vidro com suspensões foi então mantido no forno a 70 graus por oito horas para evaporar o solvente. Seis, finalmente, os filmes em elenco foram lançados do substrato de vidro e os filmes autônomos foram exibidos a 160 graus C no ar por 12 horas. Os filmes de nanocomposto autônomos foram fabricados com sucesso de acordo com o protocolo.

Foi confirmado pelo MEC que as nanopartículas cerâmicas tratadas com uma quantidade adequada de agente de acoplamento que poderia ser uniformemente distribuída nos nanocompactos durante a fundição; enquanto a quantidade excessiva de agente de acoplamento pode causar interações entre nanopartículas cerâmicas e levando à agregação de enchimentos. Para os nanocompositos com baixo teor de preenchimento, a constante dielétrica dos compósitos foi basicamente inalterada com uma pequena quantidade de agente de acoplamento é usada e diminui ligeiramente com o aumento da quantidade de agente de acoplamento futuro. Para os nanocompositos com alto teor de preenchimento, a constante dielétrica dos compósitos aumenta negativamente com uma pequena quantidade de agente de acoplamento e diminui acentuadamente com o aumento da quantidade de agente de acoplamento futuro.

Em termos de perda dielétrica, os nanocompágados com agente de acoplamento têm uma perda dielétrica maior do que os nanocomppositos sem agente de acoplamento. Os pontos fortes de quebra máxima foram obtidos quando foi utilizado dois por cento de peso do agente de acoplamento. Foram encontrados pontos fortes mais baixos dos nanocompóstoas com maior quantidade de agente de acoplamento.

Devido aos pontos fortes de quebra e à nossa eficiência de descarga de carga relativamente alta, a densidade máxima de energia dos nanocompactos com uma pequena quantidade de agente de acoplamento foi melhorada. Neste trabalho, o titânio de bário, o material ferroelétrico mais estudado com alta constante dielétrica, foi utilizado como enchimento. O copolímero PVDF-CTFE foi utilizado como matriz de polímeros para a preparação de compósitos de polímeros cerâmicos.

Para modificar a superfície dos nanofiladores de titânio de bário, os KH550 comercialmente disponíveis foram comprados e usados como agente de acoplamento. A quantidade crítica do sistema nanocomposite foi determinada pela série de experimentos. Foi demonstrado um método fácil, de baixo custo e amplamente aplicado para melhorar a densidade energética do sistema composto nano-tamanho.