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高储能脉冲电容器现已广泛应用于脉冲电源、军事国防、电磁武器、粒子加速器及生物医学等领域。设法提高电容器中电介质材料的介电性能从而增强其储能密度和击穿场强,是该领域中的主要研究热点和难点。聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物是高储能薄膜脉冲电容器的候选材料之一,添加具有高介电常数的第二相填料是提高其介电性能的有效途径。本论文以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))为基体,研究了退火和拉伸工艺对其晶体结构和介电性能的影响。将石墨烯与P(VDF-HFP)混合制备了石墨烯/P(VDF-HFP)复合薄膜,考察了石墨烯对复合膜晶体结构和介电性能的影响规律,并对所得复合膜拉伸,研究石墨烯在复合膜中的拉伸取向,分析了拉力场下复合膜中石墨烯取向行为与介电性能的关系。具体内容如下:(1)通过溶液流延法制备P(VDF-HFP)薄膜,利用不同退火工艺(退火温度、退火时间)和拉伸工艺(拉伸倍率、拉伸温度和拉伸速率)对晶体结构进行调控。采用红外光谱(FTIR)、广角X射线衍射分析(WAXRD)、差示扫描量热仪(DSC)、阻抗分析仪等表征讨论了所得膜的晶相结构、结晶度以及介电性能。退火和拉伸处理可有效提高P(VDF-HFP)膜β相含量和介电性能。当拉伸倍率为4,拉伸温度为80°C,拉伸速率为50 mm/min时,介电常数为28.8(100 Hz),介电损耗为0.017(100 Hz)。同时根据实验数据回归和文献数据验证得到β相含量和介电常数之间存在的经验关系。(2)基于“链行走”机理利用Pd-diimine催化剂在35?C、乙烯压力为0.1 MPa下聚合24 h制备了超支化聚乙烯(HBPE),并将所得HBPE在低沸点的氯仿中直接超声剥离天然石墨获得石墨烯。分别用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、原子力显微镜(AFM)和拉曼光谱(Raman)对石墨烯的浓度和结构进行表征。结果表明利用液相剥离法所得石墨烯结构缺陷少、层数低(<5层)、浓度为0.97 mg/m L;将所得石墨烯与P(VDF-HFP)进行复合,制备了一系列不同石墨烯体积分数的石墨烯/P(VDF-HFP)纳米复合薄膜,通过红外光谱(FTIR)和广角X射线衍射分析(WAXRD)测试了复合膜中结晶相含量和结晶度,0.5 vol%石墨烯复合膜中,β相含量高达87.5%,介电常数在100 Hz时为25.1,同时表面电阻率降低。(3)在上述研究基础上,研究拉伸对石墨烯/P(VDF-HFP)复合膜取向结构和介电性能的影响。以Jeffery方程为基础,推导了在单轴拉伸流场下复合膜中石墨烯取向角随拉伸倍率关系的动力学方程,利用红外光谱(FTIR)和广角X射线衍射分析(WAXRD)考察了拉伸后复合膜β相含量和结晶度变化,利用原子力显微镜(AFM)观察了复合膜拉伸前后晶体形貌,利用扫描电子显微镜(SEM)表征了不同拉伸倍率下复合膜内石墨烯的取向。所得石墨烯取向角理论值与实际结果比较接近,同时拉伸工艺可以显著影响石墨烯/P(VDF-HFP)复合膜的介电性能。当拉伸倍率为2时,所得样品的介电常数为34.1(100 Hz)。随着拉伸倍率的增加,复合膜的介电常数降低,介电损耗基本保持不变。