1、高介電常數(shù)材料是一種應用前景非常廣泛的絕緣材料,它有著很好的儲存電能和均勻電場的性能,在電子、電機和電纜行業(yè)中都有非常重要的應用。因此,提高電介質(zhì)材料的介電常數(shù)具有重大意義。具有輕質(zhì)、易加工、低成本和良好機械性能等優(yōu)點的高介電常數(shù)聚合物基復合材料正受到世界廣泛地關(guān)注。在現(xiàn)有的高介電常數(shù)聚合物基復合材料體系中,與兩相的陶瓷/聚合物復合材料及導體/聚合物復合材料相比,導體/陶瓷/聚合物復合材料三相復合材料具有更高的介電常數(shù)。因此,開展導體/

2、陶瓷/聚合物三相復合材料的研究具有重大的現(xiàn)實意義。
　　 目前此類復合體系研究選用的導體材料多為金屬、石墨及碳納米管等無機材料,采用導電高分子聚苯胺(PANI)作為導體的研究較少。在復合體系的制備工藝方面,目前絕大多數(shù)研究采用的是傳統(tǒng)的機械共混法及溶液共混法,而對于能將體系多相組分更好復合的原位聚合法制備工藝鮮見報道。
　　 本論文采用原位聚合工藝,制備出一類導體(PANI)/陶瓷(BaTiO3)二元復合材料前驅(qū)體,進而

3、以綜合性能優(yōu)異的環(huán)氧樹脂(Epoxy)作為基體,制備出導體(PANI)/陶瓷(CCTO)/聚合物(Epoxy)三相復合材料。分別研究了兩類復合材料體系的微觀形貌、電學性能、介電性能及熱性能,從而為這類新型聚合物基復合材料的應用提供理論及實驗基礎。
　　 通過原位聚合法制備了鹽酸(HCI)及十二烷基苯磺酸酸(DBSA)摻雜體系的PANI(HCl)/BaTiO3(K)及PANI(DBSA)/BaTiO3(K)復合材料前驅(qū)體,二者均呈

4、現(xiàn)PANI包覆BaTiO3的核殼結(jié)構(gòu)。對比研究了PANI([HCl)/BaTiO3(K)及PANI(DBSA)/BaTiO3(K)復合材料的熱穩(wěn)定性、電導率及介電性能。與PANI(HCI)/BaTiO3(K)相比,PANI(DBSA)/BaTiO3(K)復合材料的熱穩(wěn)定性明顯提高,且具有更高的電導率和介電常數(shù)。
　　 通過原位聚合法制備了PANI/CCTO/Epoxy復合材料,研究了Epoxy樹脂、CCTO/Epoxy和PANI

5、/CCTO/Epoxy復合體系的固化反應性。凝膠時間及DSC分析表明,CCTO及PANI的加入均對Epoxy的固化產(chǎn)生了阻礙作用,降低了體系的固化速率。SEM研究表明,填料CCTO及PANI分散性良好,與Epoxy基體有較好的相容性。通過DMA及TG手段研究了復合材料的熱性能。DMA研究表明,隨著CCTO及PANUCCTO混合填料的加入,復合材料的Tg逐漸下降。TG研究顯示,CCTO(K)200％/Epoxy復合材料的熱穩(wěn)定性最優(yōu),PA

6、NI5％/CTO(K)20％/Epoxy次之,二者較樹脂基體Epoxy的耐熱性能均有提高。通過寬頻介電譜儀研究了復合材料的電導率及介電性能。研究表明,PANI m/CCTO(K)20％/Epoxy復合材料的滲流閾值在0.06左右,復合材料的電導率、介電常數(shù)和介電損耗在滲流閾值附近顯著突變。當PANI的體積分數(shù)低于滲流閾值時,復合材料的介電常數(shù)隨頻率的變化很?。划擯ANI的體積分數(shù)接近滲流閾值時,復合材料的介電常數(shù)隨PANI含量的增大迅速