BaTiO3包覆粉煤灰漂珠／聚苯胺复合材料的制备及电流.pdf

第６期 高　 分　 子　 学　 报 Ｎｏ．６ ２０１６年６月 ＡＣＴＡ ＰＯＬＹＭＥＲＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｊｕｎ．，２０１６ ＢａＴｉＯ 包覆粉煤灰漂珠／ 聚苯胺复合材料的制备及电流变性能 ３ ∗∗ 雷西萍 　 蔺彦梅　 韩　 丁　 宋学锋　 王　 悦　 王冰鑫 （西安建筑科技大学材料与矿资学院功能材料研究所　 西安　 ７１００５５） 摘　 要　 首先利用原位化学氧化聚合法将聚苯胺包覆在粉煤灰漂珠表面（ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ），再利用低温溶胶凝 胶⁃水热法制备ＢａＴｉＯ 包覆ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ 的复合材料（ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ ），形成内核为空心漂珠、外壳依次为 ３ ３ 导电层、绝缘层的核／ 壳结构．采用 ＦＴＩＲ、ＸＲＤ、ＳＥＭ、数字式四探针以及 ＬＣＲ介电谱仪对 ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ３ 复合材料的结构与性能进行分析；以ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ 为分散相制备的电流变液，对其悬浮性及外加电场下 ３ 的剪切应力进行测试．ＦＴＩＲ和ＸＲＤ结果证明了利用本文的实验方法可成功将ＰＡｎ和ＢａＴｉＯ 引入到ＦＡＦＢ表 ３ －４ －１ 面．电导率测试结果表明，复合材料电导率为７８×１０ Ｓ·ｃｍ ，相对 ＢａＴｉＯ 提高了近２ 个数量级．在 １～ ３ ２０００ ｋＨｚ交变电场频率测试范围内，ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ 具有相对较好的介电性能：当ｆ ＝１ ｋＨｚ 时ε 最大为 ３ ｒ ５９８，随电场频率的增加介电常数逐渐减小，对应的介电损耗ｔａｎδ最大为１１４，且随电场频率的增加介电损耗 逐渐减小，当ｆ ＝２００ ｋＨｚ时ｔａｎδ ＝０７５，后趋于平稳．比较了７天的悬浮稳定性发现，ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ稳定性最好， 悬浮率可达８８％，而包覆ＢａＴｉＯ 后与纯ＢａＴｉＯ 相当，仅为６０％．在电场作用下ＦＡＦＢ／ ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ 表现出较 ３ ３ ３ 明显的电流变性能，即当Ｅ＝４０ ｋＶ／ ｍｍ时，剪切应力达６３１Ｐａ，且具有较好的抗击穿能力． 关键词　 粉煤灰漂珠，ＢａＴｉＯ ，聚苯胺，电流变性能，介电性能 ３ 　 　 电流变效应是指某种特殊液体在电场作用下 ＢａＴｉＯ ，讨论了其电导率与热稳定性．魏建红［１２］ ３ 液体黏度在一定的剪切速率下，可发生明显变化 在其论文中表明，ＰＡｎ／ ＢａＴｉＯ 组成的电流变液放