P-rGO/ENR复合材料的制备及其介电性能

高介电聚合物基复合材料因其介电性能优良、质轻、易加工等优点,在储能、传感和发电等领域具有广泛的应用前景。然而如何实现高介电常数和低介电损耗兼顾仍是目前该领域一项亟待解决的重要科学问题。为此,本文基于一种在填料与基体间“搭建桥梁”的策略,以氧化石墨烯(GO)为填料,环氧化天然橡胶(ENR)胶乳为基体,植酸(PA)为改性剂,通过乳液共混协同热压原位还原法制备了具有隔离结构的ENR基介电复合材料(P-rGO/ENR)。结果表明:PA作为“桥接”剂,分别与ENR和GO中的环氧基团发生了开环反应,大大增强了GO与ENR之间的界面作用。同时,在胶乳粒子的体积排斥效应下,GO纳米片自组装并包覆在ENR胶乳微球表面,最终GO相互连接并建立了良好的三维隔离网络。在100 Hz下,GO质量分数为2wt%时,P-rGO/ENR复合材料的介电常数高达569903,电导率也达到了10^(-4)S/cm,且介电损耗仍保持在较低水平(<5)。