聚苯胺@季铵盐阳离子改性粉煤灰漂珠的制备与电流变性能

选用3种不同链长的烷基季铵盐阳离子表面活性剂即十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十四烷基三甲基溴化铵（TTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对粉煤灰漂珠（FAFB）进行改性,并将改性产物与苯胺（An）共混进行乳液聚合,制备聚苯胺@有机改性粉煤灰漂珠（PAn@OFAFB）复合材料。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、TGA、数字四探针测试仪、LCR数字电桥和旋转流变仪对复合材料进行结构表征以及电流变性能分析。结果表明:改性剂的碳链长度越长,改性效果越好,CTAB吸附在FAFB表面的量最多,且表面吸附率为1.91wt%,PAn和OFAFB 复合程度越明显,FAFB表面包覆的PAn越多;聚苯胺@十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠（PAn@FAFB-CTAB）的电导率最大为0.06 S·cm-1;将其作分散相制成的电流变液比PAn-十二烷基苯磺酸（PAn-DBSA）具有更好的电流变效应,抗击穿能力较纯PAn提高了0.5 kV/mm;将FAFB作为PAn的载体能够提高复合材料的悬浮稳定性;引入FAFB-CTAB可以显著改善复合材料的热稳定性,且PAn的相对包覆量为28.07wt%。      

聚苯胺@粉煤灰漂珠复合材料的导电及介电性能

为获得具有良好电流变性能的分散相粒子,利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰粉煤灰漂珠(FAFB),将聚苯胺(PAn)以化学键的方式偶联在修饰后的FAFB(mod-FAFB)表面,形成以mod-FAFB为核、PAn为壳的核-壳结构复合材料。采用FTIR、SEM、数字式四探针以及LCR介电谱仪对PAn@mod-FAFB复合材料的结构与性能进行分析,讨论了不同mod-FAFB含量对PAn@mod-FAFB复合材料导电性能及介电性能的影响。结果表明:以化学键接枝聚合的PAn@mod-FAFB核-壳结构复合材料电导率相对较高,且随mod-FAFB含量的增加而减小;在较低交变电场频率(100~2 000kHz)下其相对介电常数较大,且随mod-FAFB含量的增多,PAn@mod-FAFB复合材料的介电常数明显减小;PAn@mod-FAFB复合材料的介电损耗相对较小,随mod-FAFB含量的增多而急剧减小。     

十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠/聚苯胺复合材料的制备与表征

不同条件下利用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对粉煤灰漂珠(FAFB)进行有机改性;再以苯胺(An)为单体,十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,利用乳液聚合法合成了有机改性漂珠/聚苯胺复合材料(FAFB-CTAB/PAn)。利用FTIR、XRD、SEM、TGA、化学元素分析和四探针技术对产物的结构与性能进行分析。结果表明:利用试验方法可得到改性效果最佳的FAFB,其中CTAB浓度为0.20mol/L,在80℃反应90min,以及CTAB改性漂珠(FAFB-CTAB)与聚苯胺(PAn)为原位复合;TGA结果说明PAn的包覆量为9.80%,且随着FAFB-CTAB的引入PAn的耐热性能增强,PAn的分解温度滞后了25℃;利用四探针技术测试发现,随着PAn的包覆,FAFB-CTAB/PAn的电导率可达到0.06S/cm,但仍处于半导体的范围。     

机载龙伯透镜天线用聚苯乙烯泡沫塑料的制备及介电常数调控

针对雷达通讯微波频段新型轻质介电复合材料的迫切需求,开展高介电性能复合材料的研究具有现实意义。采用悬浮聚合法制备不同密度的聚苯乙烯泡沫,研究了聚苯乙烯泡沫的介电常数与密度之间的关系,分析了钛酸钡粉末的介电性能。采用干混法添加钛酸钡粉末制备介电常数可调控的轻质钛酸钡/聚苯乙烯复合泡沫。聚苯乙烯泡沫的介电常数随密度增大,表现出弱的频率依赖性和低介电损耗。钛酸钡粉末具有高的介电常数和较低的介电损耗。BaTiO_3/PS复合材料的介电常数随着BaTiO_3含量的增加而升高。相同介电常数的BaTiO_3/PS复合材料和聚苯乙烯泡沫相比,密度显著下降,说明添加BaTiO_3可以实现介电材料的轻质化。     

咪唑基聚离子液体微球的制备及其电流变性能

用分散聚合方法制备了微米尺寸的咪唑基聚离子液体(PIL)微球颗粒(P[C12VIm][BF4]),使用核磁氢谱、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射分析仪和扫描电镜等手段表征材料的结构及形貌,用旋转流变仪和宽频介电谱仪测量了电流变效应和介电性能。结果表明,咪唑基聚离子液体材料具有规则的球形和良好的热稳定性;用这种材料制备的电流变液具有显著的电流变效应,其剪切应力、黏度以及动态模量都随着电场强度的提高而增大,显示出优良的电流变性能。     

尼龙6/粘土聚合物纳米复合材料的性能表征——(I)电性能研究

使用Haake-90型双螺杆挤出机制备一系列粘土含量不同的尼龙6/粘土纳米聚合物复合材料,测试其介电常数、介电损耗、介电稳定性能以及电击穿强度,并讨论了粘土含量对纳米复合体系电性能的影响。研究发现,加入纳米粘土后材料的介电常数、介电损耗明显减小,同时介电稳定性能有了大幅度提高,但电击穿强度无明显变化。     

聚苯胺基电流变材料研究进展

聚苯胺基电流变液已有近30年的研究历史,但因本身电导率高导致的漏电密度大、极化能力低、悬浮稳定性差限制了其单独使用的可能,通过化学结构改性或物理共混改性以改善单一组分的性能缺陷是一种有效的改善方法。对聚苯胺进行取代、复合无机或有机粒子可以获得满足商品要求的屈服强度和悬浮稳定性能。归纳了各种聚苯胺基复合材料的制备方法,并分析了其受外场强度、体积含量、环境温度、含水情况等因素影响下的屈服强度、介电性能、悬浮稳定性、粘弹特性、表观粘度等特性,最后总结了聚苯胺基复合材料在电流变研究中存在的问题,提出了今后重点研究的方向。     

尼龙6/粘土聚合物纳米复合材料的性能表征--(Ⅰ)电性能研究

使用Haake-90型双螺杆挤出机制备一系列粘土含量不同的尼龙6／粘土纳米聚合物复合材料，测试其介电常数、介电损耗、介电稳定性能以及电击穿强度，并讨论了粘土含量对纳米复合体系电性能的影响。研究发现，加入纳米粘土后材料的介电常数、介电损耗明显减小，同时介电稳定性能有了大幅度提高．但电击穿强度无明显变化。     

包覆表面活性剂的TiO2电流变液

利用W／O微乳液法,分别由水／SPan80或DBS／正戊醇／环己烷形成W／O微乳液,将钛醇盐在微乳中以水核为中心水解,制得包覆表面活性剂的TiO2粒子,包覆表面活性剂可显著提高TiO2的电流变活性,且非离子型表面活性剂的效果远好于离子型表面活性剂,一种典型的颗粒／硅油体积比为31％的电流变液在3kV/mm直流电场下的剪切 应力为1．4KPa,约为纯TiO2的3倍,漏电流密度小于25uA./cm2,当Span80与TiO2的质量比为7－13％,时有最佳电流变效应,包覆适量的非郭子表面活性剂明显优化电流变液的温度效应,改善颗粒的悬浮稳定性。     

BaTiO_3@Cu核-壳复合粒子电/磁双响应性能

以平均粒径约为500nm的BaTiO_3微球为基核,通过"一步法"成功地制备了BaTiO_3@Cu核-壳复合粒子。利用SEM、TEM、XPS、介电测量分析仪和阻抗分析仪等对复合粒子的组成、结构、介电性能和磁性能进行测定。另外将纯BaTiO_3和BaTiO_3@Cu核-壳复合粒子分别分散到水凝胶中,通过测量和分析在有/无电场、磁场和电磁复合场作用下得到的水凝胶的储能模量,考察粒子在水凝胶中的电、磁和电磁响应性能。结果表明,BaTiO_3@Cu复合粒子具有完整清晰的核-壳结构,在整个表面壳层铜元素中,Cu(0)的原子分数达到了90at%,具有优良的介电性能和磁性能。BaTiO_3@Cu核-壳复合粒子是一种对外加电场和磁场作用都具有响应性能的多功能新型智能材料,且其电磁复合响应性能显著强于纯BaTiO_3粒子。     

温度对电流变液体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变液体（ERF）抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。     

乳状电流变基液及其对材料性能的影响

研究试制了乳状电流变基液，以二甲基硅油为基体，二甲基亚砜作添加剂，在超声波的作用下使二甲基亚砜分散于硅油中形成稳定的乳状液，测试了该乳液的介电常数，电导率及介电损耗。以此乳液作基液，与稀土改性TiO2和BaTiO3等固体颗粒配成电流变液，并对其流变性能进行测试。实验结果表明：用该乳液作基液配制的电流变液化用纯硅油作基液配制的电流变液介电性能有较大的改善，电流变性能显著提高。     

温度对电流变流体流变行为的影响

研究了温度对硅铝酸盐、沸石、高分子、钛酸钡悬浮相电流变流体(ERF)抗剪强度及表观粘度的影响规律,结果表明,温度的作用规律主要受外加电场强度和悬浮相数量的影响,与剪切速率的大小无明显关系。温度升高,在高的外加场强下,硅铝酸盐系ERF和沸石系ERF的抗剪强度有明显峰值出现;高分子材料悬浮相ERF也有峰值现象;BaTiO3悬浮相ERF的抗剪强度则单调下降。     

基于新型纳米复合介电材料的嵌入式微电容制备及特性

嵌入式微电容技术是一种能够使电子器件微型化,并提高其性能及可靠性的方法.研究适用于嵌入式环境的高介电材料,有着重要的意义.采用粒径为92 nm的钛酸钡（BaTiO3）颗粒作为纳米无机填充颗粒,选用聚酰亚胺（PI）作为有机基体制备新型BaTiO3/PI纳米复合薄膜,并对该薄膜的介电性能、耐压特性及温度特性进行了测试;并采用光刻、溅射、刻蚀等工艺,对BaTiO3/PI纳米复合薄膜进行图形化研究,制造嵌入式微电容器件原型,其后对该器件的介电性能进行了测试.测试结果显示,嵌入式电容器件原型的介电常数在低频下达到15以上,击穿场强达到58 MV/m以上,而刻蚀和溅射工艺对薄膜的性能影响不大.     

Preparation,microstructure and electrorheological property of nano-sized TiO<Subscript>2</Subscript> particle materials doped with metal oxides

New nano-sized TiO₂ electrorheological (ER) materials doped with different metal (M = Na, Zr, Ce, Al, Ca, Zn) oxides have been prepared. Relationships between the composition, microstructure, conductivity, dielectric property and ER effect of these materials have been studied. The results show that doping Na₂O, ZrO₂, Al₂O₃ or CeO₂ can enhance the ER performance of the TiO₂ material, whereas, doping CaO or ZnO would decrease the ER activity of the material. The shear stress (τ_E) of the suspension (25 wt%) of Na-doped TiO₂ in dimethyl silicone oil reaches 1.6 kPa at the electric field strength E = 4.2 kV/mm and shear rate γ = 300 s⁻¹, and its τ_r value of 54.6 (τ_r = τ_E/τ₀, where τ₀ is the shear stress at no electric field) is seven times higher than that of pure TiO₂ suspension. This high τ_r value is very advantageous to the use. The dielectric loss tangent (tanδ) plays a dominant role in influencing the ER performance of a particle material, and the effect of the surface area (pore volume, especially) and grain size should be taken into account.     

新型聚合物电流变材料的合成及性能

以间苯二胺,2,5-二氧环己二甲酸二甲酯为原料,经缩合、闭环、氧化等反应,制得了聚喹吖(2,3b)啶-12,14(5,7)二酮(PQA)并进行了表征;并以PQA为基础粒子制备了无水型电流变流体(ERF),研究了其电流变性能。考察了溴代二苯甲烷(BDPM)-PQA体系中粒子浓度、电场强度、剪切速率等对电流变流体性能的影响,并从聚合物粒子的分子结构特点出发,对该体系的电流变效应进行了解释;对比了不同分散介质(BDPM及硅油)对电流变效应的影响。结果表明,PQA在BDPM中具有较佳的电流变效应,当粒子的质量分数为30%,外加电场为3 kV/mm时,屈服应力达4.0 kPa。     

BaTiO3-ZnNb2O6陶瓷介电及储能性能研究

采用固相法制备(1-x)BaTiO₃-xZnNb₂O₆ (x=0.5mol%, 1mol%, 1.5mol%, 2mol%, 3mol%, 4mol%) (简称BTZN)陶瓷, 研究了BTZN陶瓷的烧结温度、结构、介电性能和铁电性能。BTZN陶瓷烧结温度随着ZnNb₂O₆含量增加逐渐降低。XRD结果表明当ZnNb₂O₆含量达到3mol%时出现第二相Ba₂Ti₅O₁₂。介电测试结果表明随ZnNb₂O₆含量的增加, BTZN陶瓷介电常数逐渐减小, 而介电常数的频率稳定性逐渐增强。介电温谱表明所有BTZN陶瓷均符合X8R电容器标准。BTZN陶瓷的极化强度值随着ZnNb₂O₆含量的增加逐渐降低。当x=4mol%时, BTZN陶瓷获得240 kV/cm的击穿电场和1.22 J/cm ³的可释放能量密度。     

PVDF/改性BaTiO3复合材料介电性能研究

用硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉进行了表面处理，使用溶剂法制备了PVDF／BaTiO3复合薄膜，通过疏水亲油实验定性地分析了硅烷和钛酸酯偶联剂对BaTiO3粉的偶联作用可以改善PVDF／BaTiO3的界面结合，通过测定PVDF／BaTiO3的介电常数和介电损耗角正切值表征了复合材料的介电性能，PVDF／BaTiO3扫描电子显微镜（SEM）的微观形态分析发现，经过偶联剂表面处理，BaTiO3粉在PVDF中的分散情况改善，偶联剂的用量对微观形态影响较大。