硅烷偶联剂KH-550对复合材料结构和介电性能影响

硅烷偶联剂KH-550对复合材料结构和介电性能影响

  嵌入式电容器技术与传统分立式电容器技术相比,不仅能够提高封装密度和电性能,而且降低了组装成本。开发满足于电性能、可靠性及加工要求的电介质材料是实现这一技术的关键因素之一。陶瓷/ 聚合物高介电复合材料由于综合了聚合物低的加工温度和陶瓷高的介电常数的优点,而有望在未来电子工业领域, 特别是嵌入式电容器领域具有潜在的应用价值。

  研究显示, 陶瓷颗粒的分散性是决定陶瓷/ 聚合物复合材料介电性能的一个重要因素。但是,由于陶瓷与聚合物不相容性, 陶瓷粉体容易团聚, 在材料内部形成大量的孔洞, 结果降低了复合材料的介电常数,同时也给材料的加工性能带来不良影响。目前,国内外已研究采用偶联剂、分散剂及表面活性剂等对陶瓷粉体进行表面处理, 以提高陶瓷粉体在聚合物中分散性。这些研究结果表明,复合材料介电性能与陶瓷粉体的用量以及改性的官能团有关。

  偶联剂KH-550的用量对复合材料的微观形貌有很大影响。用量为1 %(质量分数) ,复合材料的微观形态较为理想,而使用过量的偶联剂会引起聚合物聚集, 使材料内部孔洞明显增加。

  硅烷偶联剂KH-550引起复合材料内部电荷分布及晶体轴率发生相应变化; 复合材料在外电场作用下极化率和极化度增加,从而极大地提高了材料的介电常数。

  偶联剂KH-550的用量对复合材料的介电性能有很大的影响, 制备Ba TiO3 / PVDF 复合材料适宜的偶联剂用量为1 %(质量分数) ;在40 %(体积分数)Ba TiO3 时,该复合材料的介电常数高达51。