Page 30 - 《橡塑技术与装备》2017年18期（9月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Plastics)

合物基体中的分散程度。由于 CCTO 粒子的粒径小、 大。另外，CCTO 含量的升高造成的材料内部孔洞和
比表面积大，所以极易团聚成聚集体颗粒。当其作为 缺陷的增多也是重要原因。从图中还可以看出，在高
填料添加到聚苯乙烯基体中时，由于无机刚性粒子与 频下，无论是纯的 PS 还是 PS/CCTO 复合材料的介电
有机相结构差别较大，导致相容性很差 , 进一步导致 损耗受频率的影响都升高了，即介电损耗的下降趋于
CCTO 粒子均匀分散在聚苯乙烯基体中，以团聚体形 上升。这主要是因为高频下复合材料的介电损耗主要
式存在。因此，从图 3(a)、(b)、(c) 可以看出，不同含 由电子电导和离子电导所引起。
量 CCTO 的复合材料中都存在着不同程度的 CCTO 粒
子团聚现象。图 (b)中 CCTO 粒子在聚苯乙烯基体中
局部区域形成轻微的团聚，分散总体上是比较均匀的。
而图 (a)、 (b)、 (c) 中 随着 CCTO 含量 的增 加，CCTO
粒子团聚现象也逐渐增强。这说明只通过超声分散及
原位聚合方法，CCTO 粒子在聚苯乙烯基体中难以有
效的分散 , 相分离现象比较严重。

图 4 纯 PS 和不同含量 CCTO 的 PS/CCTO 复合材料介
电常数与频率关系图
图 3 纯的 PS 和不同 CCTO 含量下 PS/CCTO 复合材料放
大 2 500 倍的 SEM 图
2.4 复合材料的介电性能测试 .
为了对纯的 PS 和不同 CCTO 含量下 PS/CCTO
复合材料的介电性能进行对比分析，图 4、5 给出了不
同频率下，纯的 PS 和不同 CCTO 含量下 PS/CCTO 复
合材料的介电常数与介电损耗。
图 4 为 纯 的 PS 和 不 同 CCTO 含 量 下 PS/CCTO
复合材料在室温下介电常数与频率的关系谱图。由图
可见，无论是纯的 PS 还是 PS/CCTO 纳米复合材料的
相对介电常数都随着频率的增加而下降，其中复合材
图 5 纯 PS 和不同含量 CCTO 的 PS/CCTO 复合材料介
料的下降程度更为明显。这是由于低频下，复合材料 电损耗与频率关系图
的界面极化对介电常数贡献较大，而在高频下，界面
极化已跟不上频率的变化，只有电子极化、离子极化 3 结论
等位移极化起作用，因而，在高频下介电常数会相应 本文采用原位聚合法制备了钛酸铜钙 / 苯乙烯复
地减小。另外，复合材料的介电常数随着 CCTO 含量 合材料。运用 X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、阻抗
的增大而增大，其中陶瓷含量为 0 时，复合材料的介 分析仪、红外光谱等对复合材料进行相应的表征研究
电常数最低，CCTO 含量为 50% 时，复合材料的介电 了陶瓷填料钛酸铜钙的加入对复合材料性能的影响。
常数最高。 （1）由复合材料红外光谱图可知，复合材料的红
图 5 给出了纯的 PS 和不同 CCTO 含量的 PS/ 外光谱图，基本上与 PS 的红外光谱图相同，几个特
CCTO 复合材料介电损耗与频率的关系图。由图可见， 征峰没有明显的移动和变化，这主要是由于复合材料

PS/CCTO 复合材料的介电损耗随着陶瓷含量的增加而 中 CCTO 的含量太少，难以反映出相关的官能团信息。
增大，这可能是由于 CCTO 含量增加导致其颗粒间距 （2）通过阻抗分析仪对纯 PS 和复合材料的测试
缩短，从而引起电子导电电流升高造成介电损耗的加 可得，复合材料的介电常数随着 CCTO 含量的增大而

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