柔性高储能TPU/P(VDF-HFP)全有机复合薄膜的制备及性能表征

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拥有超快放电速率以及超高功率密度的聚合物薄膜电容器,在脉冲功率技术、先进电力与电子系统等诸多领域中发挥着关键的作用.本工作采用溶液刮涂的方法,制备了柔性全有机热塑性聚氨酯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(TPU/P(VDF-HFP))复合薄膜,并结合多种表征手段系统地研究了复合薄膜的微观特性、介电特性、绝缘特性、储能特性以及力学性能.系统观察和测试结果表明:适量热塑性聚氨酯添加到P(VDF-HFP)中,能够形成分散性和相容性均十分优异的两相交联结构,从而进一步提高复合材料的电学、储能、力学等性能.在P(VDF-HFP)中添加2% (ψ) TPU时,复合薄膜的特征击穿强度为450 MV/m,对应的放电能量密度为7.03 J/cm3,分别提高了25.35%和49%.此外,复合材料的机械性能也随着TPU的添加得到一定程度的提高,TPU-2% (ψ)/P(VDF-HFP)复合薄膜的杨氏模量、抗拉强度以及断裂伸长率分别达到591.22 MPa,25.6 MPa,362%.通过以上表征分析,发现在聚合物中添加弹性体橡胶能够形成具有高击穿强度、高能量密度以及高充放电效率等优点的柔性电介质材料,有望在大规模的工业生产中获得较好的应用.
其他文献
采用水热法快速合成了一种新型介孔氧化硅-石墨烯气凝胶复合吸附材料(MSGA).通过X射线衍射、扫描电镜等方法对MSGA进行表征.结果 表明,经过水热反应和冻于处理后的MSGA材料的介孔结构保持完好,介孔氧化硅在MSGA中的分散具有高度均一性.当介孔氧化硅的含量达到88.2(wt)%时,MSGA的比表面积可达395.5m2/g.MSGA材料对苯蒸汽的常温常压吸附量为10.77mL/g,是石墨烯气凝胶的13倍,吸附穿透时间达到石墨烯气凝胶的34.4倍.在0.8%的环境湿度下,由于材料表面羟基的亲和性,进一步提