聚合物电介质的击穿强度、充放电效率、可靠性以及柔韧性比较高,已用于制造心脏除颤仪、电磁脉冲系统、激光器等设备[1~3]
双向拉伸聚丙烯(BOPP),是目前用于制备聚合物电介质的主要材料
制造高端油气开采设备、先进推动系统以及混合动力车辆需要耐高温(>150℃)的聚合物电介质,但是BOPP的极限工作温度较低(<100℃),因此亟需开发新型耐高温聚合物电介质[4, 5]
线性聚合物电介质的储能密度Ue=εrε0Eb2/2,其中εr为材料的介电常数,ε0为真空介电常数(~8.85×10-12 F·m-1),Eb为材料击穿强度
这表明,提高材料的介电常数和击穿强度可使其储能密度提高
但是,大部分聚合物的击穿强度很高,而本征介电常数较低(聚丙烯~2.2,聚酯~3.3,芳香族聚氨酯~4),使其应用受到限制
因此必须提高聚合物的介电常数
目前提高聚合物介电常数的方法,是将高介电常数陶瓷粒子(如钛酸钡、钛酸锶、钛酸锶钡等)填充到聚合物基体中[6~8]
He Dalong等用异质成核法将氧化铝(Al2O3)包裹在钛酸钡(BaTiO3)纳米粒子表面制备出具有核壳结构的Al2O3@BaTiO3复合填料,再将Al2O3@BaTiO3加到聚偏氟乙烯(PVDF)基体中以提高其介电常数并限制其介电损耗[9]
Wang Jiao等用聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 改性钛酸锶(SrTiO3),使SrTiO3在聚合物基体中均匀分散并与聚合物基体良好地相互作用
PVP改性SrTiO3含量(体积分数)为40 %的复合材料其介电常数比纯聚合物提高了4.29倍[10]
但是,为了提高聚合物电介质的介电常数,需要在聚合物基体中添加很高含量的高介电常数粒子,这不但降低聚合物的机械性能限制了其作为柔性电介质的使用,介电损耗的提高还加速了材料的老化[4]
因此,目前研究的焦点是在使用较低含量填料的条件下提高复合材料的介电常数并保持其良好的机械性能和较低的介电损耗
有学者提出,使用BaTiO3纳米线(BTN)填料提高聚合物基复合材料的介电常数
与BaTiO3(BT)纳米粒子相比,BTN具有更低的表面能和更高的偶极矩
较低含量的BTN便可改善复合材料的介电常数,并保持其良好的机械性能和较低的介电损耗[11, 12]
一维结构材料BTN,其不同长径比对材料介电性能有不同的影响
作为耐高温聚合物聚间苯二甲酰间苯二胺
声明：
“BaTiO3 纳米线的长径比对聚间苯二甲酰间苯二胺复合材料介电性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
1003
编辑：中冶有色网
来源：段广宇,胡静文,胡祖明,于翔,迟长龙,李玥
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2025年06月06日 ~ 08日 
