高介电常数聚芳醚酮基纳米复合材料的制备及其性能研究

论文摘要

本论文通过溶液共混的方法,以碳纳米管、聚苯胺及聚苯胺包覆的碳纳米管作为功能性材料,功能化聚芳醚酮作为基体制备了一系列高介电常数纳米复合材料。通过红外、XRD、SEM、TEM对其结构和形貌进行了表征,并采用万能试验机、频谱分析仪、介电强度测试仪等研究了功能性复合材料的性能。研究发现,树脂基体的介电性能对复合材料的介电性能有很大影响,使用介电常数较高的磺化聚芳醚酮制备的复合材料的介电性能普遍高于氨基聚芳醚酮基复合材料。为了增加复合材料的相容性,对填充材料进行了修饰,但是不同的填充材料在基体中的分散性不同,形成了不同的微观形貌。结合介电性能的测试结果讨论了填料分散情况以及复合材料的微观形貌对介电性能的影响。另外,研究发现填料的形状、粒径、电导率对复合材料的介电性能产生了不同的影响。研究结果表明,这些复合材料具有良好的力学性能及热稳定性,并且具有较高的介电强度和储能密度,是良好的具有应用前景的高介电常数复合材料。

论文目录

• 提要
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚芳醚酮
• 1.2.1 聚芳醚酮的发展
• 1.2.2 聚芳醚酮的性能
• 1.2.3 聚芳醚酮的应用
• 1.3 电子封装材料
• 1.4 无源器件
• 1.5 嵌入式无源器件
• 1.5.1 动力
• 1.5.2 电容器
• 1.6 介电机理
• 1.6.1 电容、介电常数及极化
• 1.6.2 介电损耗
• 1.7 嵌入式电容器的介质材料
• 1.7.1 铁电陶瓷材料
• 1.7.2 其他陶瓷材料
• 1.7.3 聚合物材料
• 1.7.4 铁电陶瓷/聚合复合材料
• 1.7.5 导电填料/聚合物复合材料
• 1.7.6 全有机高分子复合材料
• 1.8 现状及发展趋势
• 1.8.1 纳米复合材料
• 1.8.2 纳米电介质
• 1.8.3 高性能的高介电纳米复合材料
• 1.9 本论文的设计思想
• 参考文献
• 第二章 实验原料和测试方法
• 2.1 实验原料与试剂
• 2.2 测试仪器与方法
• 第三章 碳纳米管/聚芳醚酮纳米复合材料的制备及性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 复合材料的制备
• 3.2.1 羧酸修饰碳纳米管（a-MWNTs）的制备
• 3.2.2 聚合物基体的制备
• 3.2.3 聚芳醚酮基碳纳米管复合材料的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 羧酸修饰碳纳米管
• 3.3.2 聚合物基体的测试表征
• 2PAEKK复合材料'>3.3.3 a-MWNTs/NH₂PAEKK复合材料
• 3.3.4 a-MWNTs/SPAEK复合材料
• 3.4 小结
• 参考文献
• 第四章 聚苯胺/聚芳醚酮纳米复合材料的制备及性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 复合材料的制备
• 4.2.1 磺基水杨酸掺杂聚苯胺（PANI-SSA）的合成
• 4.2.2 聚合物基体的制备
• 4.2.3 聚芳醚酮基聚苯胺复合材料的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 PANI-SSA的基本性能表征
• 2PAEKK纳米复合材料'>4.3.2 PANI-SSA/NH₂PAEKK纳米复合材料
• 4.3.3 PANI-SSA/SPAEK纳米复合材料
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 碳纳米管@聚苯胺/聚芳醚酮纳米复合材料的制备及性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 a-MWNTs@PANI/SPAEK复合材料的制备
• 5.2.1 a-MWNTs@PANI的制备
• 5.2.2 a-MWNTs@PANI/SPAEK复合膜的制备
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 a-MWNTs@PANI的微观形貌及XRD分析
• 5.3.2 a-MWNTs@PANI/SPAEK复合材料的性能
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 攻读博士学位期间的学术论文
• 致谢
• 作者简介