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石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能

冯奇 李梦凯 唐海通 王晓东 高忠民 孟繁玲

石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能

冯奇, 李梦凯, 唐海通, 王晓东, 高忠民, 孟繁玲
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  • 石墨烯由于具有良好的力学性能、高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到广泛关注,但现在多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能. 本工作中,制备出了还原氧化石墨烯/PVA/聚偏氟乙烯(PVDF)的三相纳米复合薄膜. 首先把聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)分散于二甲基亚砜(DMSO)中,得到PVA非共价键修饰的GO,再将PVDF溶于该混合液体中,通过溶液浇注以及低温加热过程得到三相纳米复合薄膜. 实验结果表明,在120 ℃ 下,GO可以被热还原成还原氧化石墨烯(RGO),且可以促进PVDF 的相向相转变. PVA修饰RGO比单纯RGO在PVDF基体中分散性要好,且使PVDF的球晶尺寸大大降低,复合薄膜的介电性能大幅提高. RGO/PVA/PVDF复合膜的渗流阈值fvol*约为8.45 vol.%,在102 Hz时RGO/PVA/PVDF复合膜的介电常数大约是纯PVDF的238倍. 本工作为制备介电性能高、生产成本低、操作简单的聚合物纳米复合材料提供了一种好的方法.
      通信作者: 孟繁玲, mfl@jlu.edu.cn
    • 基金项目: 国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2012YQ24026407)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-04-25
  • 修回日期:  2016-06-12
  • 刊出日期:  2016-09-20

石墨烯/聚乙烯醇/聚偏氟乙烯基纳米复合薄膜的介电性能

  • 1. 吉林大学材料科学系, 教育部汽车材料重点实验室, 长春 130012;
  • 2. 吉林省计量科学研究院, 长春 130103;
  • 3. 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室, 长春 130012
  • 通信作者: 孟繁玲, mfl@jlu.edu.cn
    基金项目: 

    国家重大科学仪器设备开发专项(批准号:2012YQ24026407)资助的课题.

摘要: 石墨烯由于具有良好的力学性能、高的电子传递能力以及相对较低的生产成本等优势而受到广泛关注,但现在多将其直接分散在聚合物中提高聚合物的介电性能. 本工作中,制备出了还原氧化石墨烯/PVA/聚偏氟乙烯(PVDF)的三相纳米复合薄膜. 首先把聚乙烯醇(PVA)和氧化石墨烯(GO)分散于二甲基亚砜(DMSO)中,得到PVA非共价键修饰的GO,再将PVDF溶于该混合液体中,通过溶液浇注以及低温加热过程得到三相纳米复合薄膜. 实验结果表明,在120 ℃ 下,GO可以被热还原成还原氧化石墨烯(RGO),且可以促进PVDF 的相向相转变. PVA修饰RGO比单纯RGO在PVDF基体中分散性要好,且使PVDF的球晶尺寸大大降低,复合薄膜的介电性能大幅提高. RGO/PVA/PVDF复合膜的渗流阈值fvol*约为8.45 vol.%,在102 Hz时RGO/PVA/PVDF复合膜的介电常数大约是纯PVDF的238倍. 本工作为制备介电性能高、生产成本低、操作简单的聚合物纳米复合材料提供了一种好的方法.

English Abstract

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