【摘 要】
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近二十年来,蒙脱土（MMT）改性聚偏氟乙烯（PVDF）纳米复合材料得到了广泛的研究。PVDF/Na+MMT纳米复合材料的研究主要集中在结晶特性、电活性、储能、透明度、力学性能等方面。为了获得优异的性能,蒙脱土在PVDF基体中的有效剥离和均匀分散对于PVDF纳米复合材料至关重要。由于MMT具有亲水性,PVDF具有疏水性,需要通过有机改性制备有机化蒙脱土（OMMT）来增加其与PVDF的亲合力,从而使O
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近二十年来,蒙脱土（MMT）改性聚偏氟乙烯（PVDF）纳米复合材料得到了广泛的研究。PVDF/Na+MMT纳米复合材料的研究主要集中在结晶特性、电活性、储能、透明度、力学性能等方面。为了获得优异的性能,蒙脱土在PVDF基体中的有效剥离和均匀分散对于PVDF纳米复合材料至关重要。由于MMT具有亲水性,PVDF具有疏水性,需要通过有机改性制备有机化蒙脱土（OMMT）来增加其与PVDF的亲合力,从而使OMMT在PVDF基体中具有良好的嵌层/剥离形态。在之前的工作中发现离子液体（IL）和Na+MMT的协同作用可以提高Na+-MMT在基体中的分散性,提高PVDF的介电性能、力学性能以及热力学性能等。因此,本文以PVDF为基体,Na+MMT为无机纳米材料,利用不同性质的离子液体调控Na+MMT对PVDF的改性效果,探究不同的IL对PVDF晶型转变、热力学性能、介电性能、储能性能、透光性和机械性能的影响:（1）固定Na+MMT的质量分数是1wt%,离子液体阴离子固定为[Cl]离子,改变IL的摩尔质量分数,研究不同阳离子链长的咪唑类IL对PVDF复合材料的影响。利用FTIR和XDR研究了不同阳离子链长的IL对PVDF晶型转变的影响规律,研究表明[C4MIM][Cl]和[C8MIM][Cl]含量均在0.12%时PVDF发生了晶型的完全转换;[C12MIM][Cl]和[C16MIM][Cl]均在0.05%时PVDF发生了非极性晶体向极性晶体的完全转换,从而达到了“低含量,高转换”的效果,说明长阳离子链的IL有利于促进PVDF发生晶型转换。在熔融共混中,IL和Na+MMT会发生离子交换,IL的阳离子被固定在Na+MMT片层上,被剥离的Na+MMT片层增加了电场的阻隔性,进而降低了介电损耗和漏电电流,增加了介电和储能性能。NC-IL16-0.1%具有最高的放电能量密度,达到5.17 Jcm-3。（2）固定Na+MMT的质量分数是1wt%,离子液体阳离子固定为[C16MIM]离子,改变IL的摩尔质量分数,探究不同阴离子的咪唑类IL对PVDF复合材料的影响。结果表明阴离子较大的IL有利于Na+MMT剥离、结晶度、力学、介电和储能性能的提高。IL阴离子的大小对PVDF的晶型转变影响较小,但是较大阴离子体积的IL改性PVDF时结晶度比较高,同时也因为IL的链长比较长,柔性大,增塑作用增加,使得PVDF/IL/MMT复合材料的力学性能明显增加。由于ILs的离子性质可以提高纳米复合材料的导电性,从而引起介质损耗和漏电流的增加。离子液体阴离子体积越大,IL的迁移能力越弱,介电损耗也因此下降,有利于提高PVDF能量存储。
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