聚尿素在纳米颗粒上的分子层沉积及其在介电纳米复合材料中的应用
Amirhossein Mahtabani1, Damiano La Zara2, Minna Niittymäki3
1Faculty of Engineering Technology, Department of Mechanics of Solids, Surfaces & Systems (MS3), Chair of Elastomer Technology and Engineering, University of Twente, 7500 AE Enschede, The Netherlands.
概括
使用分子层沉积 (MLD) 用聚尿素对纳米颗粒的表面修饰改善了聚合物纳米复合材料的介电性质. 这种方法减少了界面上的空间电荷形成,提高了绝缘材料的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 聚合物纳米复合材料 (NC) 对于介电应用至关重要,接口区域显著影响其性能.
- 定制纳米粒子 (NP) 接口可以通过控制电荷捕获和传输来增强介电反应.
- NP的表面功能化提供了一条在纳米电介质中可重现的修改的途径.
研究的目的:
- 研究用聚尿素对/乙烯--共聚合物纳米复合材料的介电性质表面修饰的烟雾化NP的影响.
- 探索分子层沉积 (MLD) 在定制NP-聚合物接口以提高介电性能方面的作用.
- 了解由聚尿素功能化诱导的电子结构变化和陷动态.
主要方法:
- 使用分子层沉积 (MLD) 与二酸盐 (PDIC) 和乙烯基二胺 (ED) 进行雾化二氧化NP的表面修饰.
- 将修改后的NP纳入聚烯 (PP) /乙烯-烯-共聚物 (EOC) 混合物.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算,热刺激脱极化电流 (TSDC) 和宽带介电谱学 (BDS) 的表征.
主要成果:
- DFT计算显示了的电子结构的变化以及在尿素单位沉积时浅层和深层陷的双模式分布.
- 在NP上的聚尿素沉积有效地减少了填充剂-聚合物接口的空间电荷形成.
- 纳米复合材料的介电性质受到NP的尿素功能化的显著影响.
结论:
- 分子层沉积 (MLD) 是一种有前途的技术,用于控制纳米颗粒的表面修饰.
- NP的聚尿素功能化可以通过管理电荷捕获和空间电荷,在聚合物纳米复合材料中提高介电性质.
- 定制界面相互作用是优化介电纳米复合材料在绝缘应用中的性能的关键.
