聚苯乙烯/氧化石墨烯復(fù)合材料的制備及介電性能研究*

趙添琪，孟令欣，蘇 軻，陳奕昕，鄧 偉

（哈爾濱理工大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

隨著電子產(chǎn)品向小型化和多功能化的不斷發(fā)展，綜合性能優(yōu)良的介電材料的研究受到越來越多的關(guān)注。與無機(jī)陶瓷材料相比，聚合物具有良好的柔韌性、可加工性和成本低的優(yōu)點(diǎn)，但介電常數(shù)低。通過大量填加陶瓷填料可以提高聚合物材料的介電常數(shù)，但是往往以犧牲聚合物的機(jī)械性能和加工性能為代價(jià)[1]；而少量的導(dǎo)電填料即可在聚合物材料中構(gòu)建滲流體系，顯著提高聚合物的介電常數(shù)[2]。相比于其它導(dǎo)電材料，GO因具有特殊的二維平面結(jié)構(gòu)，優(yōu)良的本征性能以及表面帶有可反應(yīng)官能團(tuán)，而成為制備聚合物基電介質(zhì)復(fù)合材料的理想納米填料[3]。

本文采用具有微球形貌的聚苯乙烯（PS）與GO水溶液共混以提高GO在聚合物基體中的分散性，研究了GO含量對(duì)PS/GO復(fù)合材料介電性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

石墨粉（天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司）；KMnO4，濃H2SO4，H2O2（30%），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；NaNO3（天津市天力化學(xué)試劑有限公司），試劑均為分析純。

AVATAR型傅里葉紅外光譜儀（美國Thermo Nicolet公司）；SU8020型掃描電鏡（日本Hitachi公司）；HIOKI3532-50LCR型寬頻介電阻抗儀（日置電機(jī)株式會(huì)社）。

1.2 氧化石墨烯的制備

采用改進(jìn)Hummers法制備GO，分別稱取92g濃H2SO4、2g石墨粉和2g NaNO3依次加入到1000mL三口瓶中，冰水浴下攪拌1h后，向體系中緩慢加入12g KMnO4，加料時(shí)間控制為1h，繼續(xù)冰水浴下攪拌2h。然后升溫至35℃，攪拌2h后向反應(yīng)體系中緩慢滴加160g去離子水，繼續(xù)升溫至90℃攪拌30min。向體系中再加入400g去離子水，移除水浴后快速加入16g 30%H2O2水溶液，繼續(xù)攪拌30min。……