苏鹏程，蔡会武，王岩东，强悦悦，石凯，杜月，陈守丽

(西安科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710054)

将高介电常数的纳米粒子与聚合物基体进行共混是提高聚合物基体介电常数的有效方法。近年来，人们研究较多的是将陶瓷作为填充物，通过热压法制成薄膜。在实际应用中，需要高负载陶瓷纳米颗粒(通常体积分数超过40%)介电常数才能达到50以上。过高的填充量必然会对复合材料的加工性和柔韧性造成严重损害。如何用低的填充量实现高介电常数是研究问题的关键。PVDF分子链间排列紧密，具有优良的化学稳定性、柔韧性、耐酸碱性和电绝缘性[1]。介电性能也十分的突出，介电常数通常可高达10～12，而介电损耗却仅有0.04～0.2[2]。以PVDF为基体，使复合材料的介电常数达到50以上，不同的填料需要不同的含量，见图1[3]。在PVDF基体之中，要使介电常数到达50左右，需要的陶瓷纳米颗粒填充量最大，碳纳米材料填充量最小。碳系材料作为填料时，具有价格低廉、性能优异、应用范围广泛等优点[4]。碳系导电填料主要包括：炭黑、石墨烯、碳纤维、碳纳米管等。

图1 不同的纳米材料/PVDF复合达到相同介电常数(50)所需的不同填料含量Fig.1 This scheme shows the corresponding volumefractions of different nanofillers in composites toget a similar permittivity of near 50图中的含量均为体积分数

本文总结了近年来国内外在碳系填料/PVDF基复合电介质材料的研究进展。系统地介绍了聚偏氟乙烯与不同的碳系材料复合的介电性能，并对碳系填料/PVDF基复合电解质材料的发展趋势进行了展望。

1 复合材料介电增强机理

在制备高介电聚合物基复合材料的时候，为了使填料在基体更好地分散，常用的方法有共混法、层插法、原位聚合法和化学键合法[5]。……