硅烷偶聯劑KH-550對復合材料結構和介電性能影響

  嵌入式電容器技術與傳統分立式電容器技術相比,不僅能夠提高封裝密度和電性能,而且降低了組裝成本。開發滿足于電性能、可靠性及加工要求的電介質材料是實現這一技術的關鍵因素之一。陶瓷/ 聚合物高介電復合材料由于綜合了聚合物低的加工溫度和陶瓷高的介電常數的優點,而有望在未來電子工業領域, 特別是嵌入式電容器領域具有潛在的應用價值。

  研究顯示, 陶瓷顆粒的分散性是決定陶瓷/ 聚合物復合材料介電性能的一個重要因素。但是,由于陶瓷與聚合物不相容性, 陶瓷粉體容易團聚, 在材料內部形成大量的孔洞, 結果降低了復合材料的介電常數,同時也給材料的加工性能帶來不良影響。目前,國內外已研究采用偶聯劑、分散劑及表面活性劑等對陶瓷粉體進行表面處理, 以提高陶瓷粉體在聚合物中分散性。這些研究結果表明,復合材料介電性能與陶瓷粉體的用量以及改性的官能團有關。

  偶聯劑KH-550的用量對復合材料的微觀形貌有很大影響。用量為1 %(質量分數) ,復合材料的微觀形態較為理想,而使用過量的偶聯劑會引起聚合物聚集, 使材料內部孔洞明顯增加。

  硅烷偶聯劑KH-550引起復合材料內部電荷分布及晶體軸率發生相應變化; 復合材料在外電場作用下極化率和極化度增加,從而極大地提高了材料的介電常數。

  偶聯劑KH-550的用量對復合材料的介電性能有很大的影響, 制備Ba TiO3 / PVDF 復合材料適宜的偶聯劑用量為1 %(質量分數) ;在40 %(體積分數)Ba TiO3 時,該復合材料的介電常數高達51。