研究目的
研究控制相形态及添加导电多壁碳纳米管(MWCNTs)对聚偏氟乙烯(PVDF)介电纳米复合材料力学、热学及介电性能的影响。
研究成果
研究表明，通过控制相形态并引入多壁碳纳米管（MWCNTs），可显著提升聚偏氟乙烯（PVDF）纳米复合材料的力学、热学和介电性能。该方法为制备高性能介电材料提供了一种简便且经济高效的途径。
研究不足
该研究聚焦于多壁碳纳米管对聚偏氟乙烯纳米复合材料的影响，但未探究其他类型导电填料或聚合物基体。该方法在工业应用中的可扩展性也未予讨论。
1：实验设计与方法选择：
通过控制相形态并采用熔融共混法引入导电多壁碳纳米管（MWCNTs），制备了聚偏氟乙烯（PVDF）基介电纳米复合材料。
2：样品选择与数据来源：
以PVDF（FR904）为基体，MWCNTs为导电填料，并对MWCNTs进行酸化处理以引入官能团。
3：实验设备与材料清单：
设备包括HL-200混合机、XLB平板硫化机、XCS-101-200型机器、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、差示扫描量热仪（DSC）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉伸试验机、动态力学分析仪（DMA）、HP4284阻抗分析仪及ZC-36型四探针电阻仪。材料包括PVDF、MWCNTs、硫酸和硝酸。
4：实验步骤与操作流程：
对MWCNTs进行酸化处理后，通过熔融共混法将其引入PVDF基体，测试纳米复合材料的力学、热学及介电性能。
5：数据分析方法：
采用FTIR、XRD、DSC、SEM、TEM、拉伸测试、DMA、介电性能测试及电导率测试进行数据分析。
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X-ray diffractometer
Rigaku D/max-1200X
Rigaku
Used for XRD test of the samples
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HP4284 impedance analyzer
HP4284
Agilent Co., Ltd.
Used for obtaining the dielectric properties of the samples
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PVDF
FR904
Shanghai Sanaifu Co. Ltd.
Matrix material for the nanocomposites
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MWCNTs
Shenzhen NanoGang Co. Ltd.
Conductive ?llers for the nanocomposites
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H2SO4
Chengdu Kelong chemical Reagents Co. Ltd.
Used for the acidic treatment of the MWCNTs
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HNO3
Chengdu Kelong chemical Reagents Co. Ltd.
Used for the acidic treatment of the MWCNTs
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HL-200 mixer
HL-200
Science and education instrument factory of Jilin university
Used for melt compounding of the nanocomposites
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XLB plate vulcanizing machine
XLB
China Qingdao DongYa rubber machine Co. Ltd., The third rubber machinery factory
Used for compressing the blends into plates
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XCS-101-200 type machine
XCS-101-200
Chengde precision testing machine Co. Ltd.
Used for cutting the plate into dumbbell-type tensile samples
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Fourier transform infrared spectrometer
Nicolet 380
Nicolet
Used for characterizing the functional groups on the MWCNTs
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Differential scanning calorimetric
NETZSCH DSC-200PC
NETZSCH
Used for DSC analysis of the samples
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Field-emission scanning electron microscopy
JSM-6510LV
Japan electronics and America Company
Used for observing the microstructures at the cross-section of the nanocomposites
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Field emission transmission electron microscopy
TecnaiG2F20S-TWIN
Netherlands feieiECTRONOptics
Used for observing the dispersion of MWCNTs in PVDF matrix
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Testing machine
CMT6104
Shenzhen Sansi Zongheng technology Co., Ltd.
Used for tensile test of the samples
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Dynamic mechanical analyzer
TA-Q800
USA
Used for measuring the dynamic mechanical properties of PVDF nanocomposites
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Four-probe resistometer
ZC-36 type
Shanghai sixth meter factory Co., Ltd.
Used for obtaining the conductivity of the samples
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