耐高温聚间苯二甲酰间苯二胺介电复合材料的制备及性能

作者：段广宇; 李玥^*; 胡静文; 胡祖明; 于翔; 迟长龙

来源：材料导报, 2022, 36(04): 237-242.

• 钛酸钡纳米线
• 聚间苯二甲酰间苯二胺
• 介电常数
• 介电损耗
• 高温

采用水热法以二氧化钛(TiO_2)纳米粒子为原料合成了高长径比钛酸钡纳米线((BaTiO_3 nanowires (BTN));为了改善BTN与聚合物基体的相容性并保持BTN完整的化学结构，选择聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为改性剂，通过物理吸附作用将其包裹在BTN表面形成P-BTN纳米线；随后将P-BTN作为高介电常数填料加入到聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)基体中制备出耐高温的PMIA介电复合材料。研究了P-BTN含量对PMIA复合材料介电性能、击穿强度的影响以及高温下P-BTN/PMIA复合材料介电性能的变化。结果表明：BTN经过PVP表面改性后，在P-BTN含量较高时依然可以均匀地分散在PMIA基体中，且与PMIA基体具有良好的相容性；随着P-BTN含量的增加，PMIA复合材料的介电常数提升明显；100 Hz时，含有15%(质量分数)P-BTN的PMIA复合材料的介电常数提升至18.5,相较于纯PMIA增加了7.4倍，同时介电损耗依然较低；在高温环境中(150～250℃),P-BTN/PMIA复合材料的介电性能稳定，没有出现明显波动，满足高温环境对材料介电性能的使用要求；此外，低含量P-BTN还可以改善PMIA介电复合材料的击穿强度，适用于更高电场强度环境中。

• 单位
  纤维材料改性国家重点实验室; 东华大学; 河南工程学院