固相剪切碾磨法制备高介电聚丙烯/钛酸钡复合材料

"固相剪切碾磨方法制备聚丙烯/钛酸钡高介电常数复合材料 (2007年)" 本文探讨了一种创新的材料制备技术，即固相剪切碾磨（S3M）方法，用于制造聚丙烯（PP）/钛酸钡（BaTiO3）复合材料，这种材料具有高介电常数的特性。聚丙烯是一种常见的聚合物，通常具有较低的介电常数，而钛酸钡则是一种无机陶瓷材料，因其高介电常数而在电子和电气应用中受到重视。 通过S3M技术，钛酸钡的体积分数被调整到0.50，导致复合材料的介电常数从纯聚丙烯的2.3显著提高到108.7，这个数值是在1kHz的频率下测量的。这种提升对于需要高储能密度或电容特性的应用是至关重要的，例如在电容器或高频电路中。 实验结果显示，复合材料的断面扫描电子显微镜（SEM）照片揭示了大约100纳米粒径的钛酸钡粒子在聚丙烯基体中均匀分布。这种均匀分散是获得高性能复合材料的关键因素，因为它可以优化电荷的存储和传输。 固相剪切碾磨过程中，聚合物经历了强烈的剪切、挤压和摩擦，导致了一系列复杂的物理和化学变化。这些作用使得聚合物颗粒尺寸减小，增加了比表面积，进而提高了表面能。这种改变增强了钛酸钡粒子与聚丙烯基体之间的界面相互作用，形成了强界面结合，有助于改善材料的整体性能。 此外，对复合粉体进行的SEM、热重分析（TGA）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）进一步揭示了S3M处理对材料性质的影响。这些分析方法可以帮助理解材料结构的变化，包括化学键的形成或断裂，以及材料热稳定性的改进。 这项研究证明了固相剪切碾磨技术在制备高介电常数复合材料方面的潜力，这种方法可能被广泛应用于电子元件和器件的制造，特别是在需要高性能介电材料的领域。同时，该方法也揭示了通过精细调控材料制备过程来优化聚合物/无机复合材料性能的可能性。