本研究采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、氨水调节反应溶液的浓度和pH值,实现了纳米Ag颗粒在10~100nm范围内的可控制备。在氨水的碱性介质中通过正规酸乙酯的水解反应实现对纳米Ag颗粒的包覆。并选择具有环氧基的硅烷偶联剂对Ag@SiO2的结构表面进行改性。研究了Ag@SiO2作为填充颗粒的聚合物基复合材料的介电性能。对于Ag@SiO2/PVDF体系,当Ag@SiO2含量为28vol%,材料即变为导体,在此之前,介电常数低于50。当引入纳米BaTiO3之后, 体系则不容易发生渗流效应,Ag@SiO2含量40vol%、复合材料的介电常数在100Hz时达到723,同时其介电损耗为0.82,较不含Ag@SiO2的BaTiO3/PVDF体系分别提高了24.2和4.1倍。由于SiO2壳层和BaTiO3纳米微粒的阻隔作用,使得Ag的添加量可以高于理论渗流阈值而不发生"导通"现象。利用界面极化和微电容网络等模型对复合体系的介电行为以及SiO2包覆层的影响机制进行了系统地分析。本项目的研究结果对于获得具有高介电、低损耗的纳米填充聚合物基复合电介质材料具有较为重要的参考价值。
英文主题词percolation effect;nano-composite dielectrics;core-shell Ag nano-particles;reactive functional group