共混改性聚丁烯

1、共混改性聚丁烯 -1 膜的制备及介电性能研究随着电子信息行业的发展 , 电容器在日常生活中有着广泛且重要的用途。电 容器隔膜作为电容器的重要组成部分 , 其介电性能是决定电容器储能密度的重要 因素。目前双向拉伸聚丙烯膜（简称BOPP凭借其优良的介电性能在电容器隔膜方 面占有重要席位。与聚丙烯（简称PP）相比,聚丁烯-1（简称PB-1）的耐环境应力开 裂和抗蠕变性能优异,且文献报道PB-1的介电常数（约为2.53）高于电工级聚丙 烯的介电常数 （2.2 左右 ）, 但是 PB-1 膜在电容器领域的研究还未引起广泛关注。首先,本文利用实验室自制的小型聚烯烃双向拉伸设备 ,采用同步双向拉伸 法制备电

2、容器用 PB-1 薄膜, 通过改变拉伸温度和拉伸速率等关键工艺条件制备 一系列PB-1薄膜,探讨工艺参数对薄膜介电性能的影响，摸索出最佳拉伸条件。 研究发现,拉伸工艺条件影响薄膜的均匀性和粗糙度 ,均匀性越好、粗糙度越小 , 薄膜的介电常数越大。此外,拉伸工艺参数影响薄膜的分子链取向 ,取向度越好,介电常数越大。当 拉伸温度为123C,拉伸速度为40 mm/min时,制备的PB-1薄膜的粗糙度最小且 取向度最好,因此其介电常数最大 （可达 4.1 左右）, 介电损耗角的正切值非常低 （<0.001） 。纯聚合物的介电常数一般都较低 （<10）, 无法大幅度提高电容量

3、和储能密 度,为了制备高介电常数的介电材料 ,可在聚合物中加入导电材料聚苯胺和 碳纳米纤维。本文通过熔融共混制备聚苯胺（PANI）含量不同的聚丁烯-1基复合材料,将制备的复合材料热压成板材 ,在相同的拉伸条件下制备成薄膜 ,测其介电性能并与 PB-1 膜的介电性能进行比较 , 找出渗流阈值。研究发现,PANI/PB-1体系的渗流阈值在45 mass沱间，通过对log( c')和log(fC-f PANI) 线性拟合得到该体系的渗流阈值约为 4.11 mass%。当PANI 添加量为5 mass%寸,PANI/PB-1薄膜的介电常数在100 Hz下可达147.18,比纯 PB-1 膜的介

4、电常数显著提高 , 这是因为导电粒子的加入使材料内部形成大量微 电容, 因此, 介电常数提高。此外,PANI的加入使得复合材料的力学性能变差，而对材料的流变性能影响 较小。通过熔融共混方法制备碳纳米纤维(CNFs)含量不同的聚丁烯-1基复合材 料, 采用上述相同的方法制备成薄膜 , 测其介电性能并与 PB-1 膜进行比较 ,找出 渗流阈值。研究发现,CNFs/PB-1体系的渗流阈值在5 mass%6 mass之间，通过对log( c' )和 log(fC-f CNFs) 线性拟合得到该体系的渗流阈值约为 5.08 mass%。 当CNFs质量分数为6%寸,CNFs/PB-1薄膜的介电常

5、数在100 Hz下可达15.874, 明显高于 PB-1 膜的介电常数 , 这是因为导电粒子的加入使材料内部形成大量微 电容, 从而使介电常数显著提高。此外,CNFs的加入使得材料的力学性能变差，而复合材料的复数粘度、储能 模量和损耗模量略有增加。 通过熔融共混制备 PANI/CNFs/PB-1 复合材料, 在相同 的条件下制备成薄膜。研究发现，相同导电粒子添加量(4 mass%)下，添加PANI和CNFs混合填料制 备的薄膜的电导率已达到10-5数量级,而介电常数小于单独添加 CNFs或 PANI 的薄膜的介电常数。这种现象出现的原因可能是两种导电粒子单独存在 , 破坏了 基体的物化结构 ,且两种填料共同作用时降低了体系的渗流阈值。最后对材料的流变性能进行了探讨，研究发现添加PANI、CNFs或 PANI和CNFS的混合填料对材料的流变性能影响不大,相对来说单独添加了 CNFS的复合材料的复数粘度、 储能模量和损耗模量略大。 出现这种现象的原因可能是导电粒 子的添加量非常少 ,所以影响不大。材料的复数粘