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随着电子信息技术迅猛发展,电子设备正朝着微型化、集成化、便于携带化方向发展,这就需要开发新型高性能的先进介电材料来满足电子设备对原材料的要求。目前,无机纳米颗粒/聚合物复合材料兼具功能填料和基体的优点,被公认为是最有可能取代传统的陶瓷介电材料的先进介电材料。作为聚芳醚类大家族一员的特种工程树脂—聚芳醚腈(PEN),凭借自身优越的介电性能(低介电损耗)、高绝缘性、良好的热稳定性和易加工性等性能,使其在高性能电子设备制造领域具有重要的意义。为了拓展PEN的应用,本文将HNTs@Ag、HNTs@Fe3O4和BN@Ag功能填料填充到PEN基体中制备了性能不同的介电复合材料。(1)首先,采用氧化还原法将银纳米颗粒(Ag)沉积于聚多巴胺(PDA)包覆的埃落石纳米管(HNTs)表面(HNTs@Ag),然后进一步采用多巴胺(DA)与γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对HNTs@Ag进行表面改性以提高HNTs@Ag在PEN基体中的分散性,最后通过流延法制备了 HNTs@Ag/PEN复合材料并研究了其形貌、介电性能、力学性能、热稳定性能。研究结果表明:通过SEM,HNTs@Ag在PEN基体分散性良好并能有效强化PEN薄膜的介电性能。当频率为100 Hz时,9 wt%的HNTs@Ag复合膜的介电常数约为10.6,是纯PEN的3.2倍,介电损耗为0.14左右且填料含量低于9 wt%,复合膜在整个测试频率范围内介电性能保持稳定。所有复合膜的玻璃化转变温度Tg>150℃,表现了良好的热稳定性能,且含量为7wt%时,相比于纯膜(159.5℃),复合膜的Tg增加了 14.4℃左右,说明填料对PEN薄膜的热稳定性具有突出贡献。力学性能测试表明HNTs@Ag含量为5 wt%,复合膜具有最佳的力学性能。(2)上述过程中虽然获得综合性能都得到显著提升的HNTs@Ag/PEN介电复合膜,但其存在介电常数偏低、损耗偏高和制备过程复杂的缺点。针对这些不足,本论文通过化学共沉淀法将四氧化三铁纳米颗粒(Fe3O4)负载于PDA包覆的HNTs表面,然后采用流延法制备了 HNTs@Fe3O4/PEN介电复合薄膜并研究了其形貌、介电性能、机械性能、热稳定性等。实验结果表明:HNTs@Fe3O4能有效强化复合膜的综合性能。通过SEM观察到HNTs@Fe3O4在PEN基体中分散均匀,说明了填料与基体之间存在强的界面结合作用。频率为100 Hz时,HNTs@Fe3O4含量在0-7 wt%范围内递增时,复合膜的介电常数增长到11,而介电损耗仅增长到0.08,表现出高介电、低损耗的介电性质。复合膜的拉伸强度随量填料含量从0递到7 wt%先增大到111 MPa,再减小到90.6 MPa,仍然比纯PEN高。拉伸模量随填料含量变化一直呈增长趋势,在5%wt之后增加幅度比较小,其断裂伸长率在测试范围内一直呈减小趋势但始终保持在5%以上。HNTs@Fe304能将复合膜Tg提升到162℃,相对于纯PEN,增加了 8℃。(3)鉴于电子设备在使用过程热累积效应对设备产生不良的影响,我们制备了具有导热性良好、低介电损耗的介电复合材料。首先,采用氧化还原法将纳米Ag颗粒镶嵌在DA处理过的六方氮化硼表面(h-BN@Ag),再通过流延法制备了 h-BN@Ag/PEN介电复合膜并研究了其综合性能。实验结果表明:通过SEM,h-BN@Ag在PEN基体中具有良好的分散性,这是由于h-BN表面包覆的PDA增强了其与PEN的界面结合力。复合膜具有较低的介电常数、低介电损耗,如:频率为1000 Hz,含量为30 wt%的复合膜的介电常数约为6.5,而介电损耗仅仅约为0.12。h-BN@Ag的含量在0-30 wt%范围内递增,复合膜的导热系数从0.274 W/mk增长到0.921W/mk,是纯PEN膜的3.4倍,这表明h-BN@Ag对复合膜的导热性能具有极大的强化作用。随着填料含量的从0-30 wt%增加,复合膜的分解温度T10从440℃增加到511℃,说明h-BN@Ag能有效提升PEN的热稳定性。