發(fā)布時間：2020-05-13 12:39

【摘要】：隨著各行各業(yè)和科學技術的迅猛進步,電子器件向著微型化發(fā)展,對電子材料介電性能要求變高。使用高介電常數(shù)的介質膜作為薄膜電容器的電介質,可使其儲能密度大大提高,而想要更好的應用薄膜電容器,就需要先深入的對介質膜展開研究。目前被頻繁應用的雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)膜已無法再提高其儲能能量,因此需要一種新型的聚合物介質薄膜來提高薄膜電容器的儲能密度。本論文通過溶液流延和熔融共混兩種方法,分別用C8全氟丙烯酸酯和聚偏氟乙烯(PVDF)改性聚丁烯-1(PB-1)來制備復合薄膜。從工藝參數(shù)和填料類型分別對改性復合薄膜性能的影響等方面進行了研究,對復合薄膜的微觀結構進行了表征,并對其熱學性能、介電性能、結晶性能以及儲能密度等工作進行探討,主要結論如下:通過溶液流延法制備的C8全氟丙烯酸酯/聚丁烯-1復合薄膜,發(fā)現(xiàn)其晶型未發(fā)生改變,但結晶度略有降低。當C8全氟丙烯酸酯添加量為0.1mass%時,薄膜的介電常數(shù)達到最大值12.85,且未對薄膜的介電損耗產(chǎn)生影響,復合薄膜的耐擊穿強度還略有增大,儲能密度增大近13倍。經(jīng)無水乙醇浸泡24h后,復合薄膜的晶型、結晶度、擊穿場強以及介電損耗均未改變,只介電常數(shù)略有減小。不同溶劑結晶的復合薄膜基體的晶型都為I晶型,蒸氣壓越低的溶劑,復合薄膜的結晶度越大,介電常數(shù)越大,但是四種溶劑對復合薄膜的介電損耗都沒有產(chǎn)生影響。通過溶液流延法制備的PVDF/PB-1復合薄膜,發(fā)現(xiàn)未改變基體PB-1晶型,但結晶度有所減小。當PVDF添加量為1mass%時,薄膜介電常數(shù)達到最大,為10.89,且PVDF的加入未對薄膜介電損耗產(chǎn)生影響,薄膜儲能密度最大提高了近8倍。通過熔融共混法制備的C8全氟丙烯酸酯/聚丁烯-1復合薄膜,研究發(fā)現(xiàn),復合薄膜的晶型沒有變化,但結晶度略有降低。當C8全氟丙烯酸酯含量為0.2mass%時,復合薄膜的介電常數(shù)是純PB-1薄膜的3.7倍,為8.15,復合薄膜介電損耗未發(fā)生變化,擊穿場強增大,儲能密度最大提高了近3倍。通過熔融共混制備了PVDF/PB-1以及PVDF/PB-g-MAH/PB-1兩種復合薄膜,研究發(fā)現(xiàn),加入PVDF和PB-g-MAH不會改變基體PB-1的晶型,但會使結晶度減小。兩種復合薄膜的介電常數(shù)在PVDF含量20mass%時有最大值,加入PB-g-MAH的復合薄膜的介電常數(shù)略大,這是因為PB-g-MAH改善了PVDF和PB-1的相容性。兩種復合薄膜的介電損耗未發(fā)生變化,儲能密度提高了2倍多。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文器地位在日益提高，但是，薄膜電容器介質膜的介電常數(shù)的能量密度不是很高。電容器是指在厚度為微米級的有機薄膜上蒸鍍一層納米級鋁等)后，通過切膜、卷繞、定型、引出端處理、最后封裝中產(chǎn)量最多、應用最廣泛、規(guī)格最齊全的一類電容器[11]。其。

規(guī)聚丁烯-1 是一種無定型聚合物，間規(guī)聚丁烯-1 熔點為 57℃[15]，目方面的報道還不是很多。全同聚丁烯-1 是一種半結晶熱塑性聚合物型，晶型共有五種，分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅰ′、Ⅱ′[16]。聚丁烯-1 最穩(wěn)定的，Ⅱ晶型則是熱力學不穩(wěn)定態(tài)，在常壓條件下，聚丁烯-1 結晶只能得到型，但是在室溫下，晶型Ⅱ會在 7-10 天內(nèi)自發(fā)轉變?yōu)榫�型Ⅰ，，此為不可晶型Ⅲ和晶型Ⅰ′一般是在溶液中結晶得到的，不過晶型Ⅰ′也可以在高體結晶得到[18]。聚丁烯-1(PB-1)晶體形態(tài)、結晶相態(tài)及其性能等詳見-2。表 1-1 聚丁烯-1 的晶體形態(tài)及性能[16]晶型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ'光譜/cm－1925 810 900 900 810 925 792型形態(tài) 菱形 四方形 斜方形 散式菱形點/℃ 121 ～136 100 ～120 100 ～120 95 ～10強度/MPa 32 32伸長率/% 350 350
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2;TM53

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