高介电常数、低介电损耗以及高储能密度的介电复合材料在电力电子工业及储能方面上有广泛的应用。铁电陶瓷类材料如钛酸钡(BaTiO3),钛酸锶钡(BaSrTiO3),锆钛酸铅(PbZrTi03)等虽然介电常数很高,但介电损耗相对较大,加工温度高、抗击穿电场低的缺点。通常,聚合物介电材料拥有高的抗击穿电场和良好的加工性,但介电常数普遍较低。陶瓷/聚合物介电复合材料由于结合了以上两种材料的优点,即具有聚合物优良加工性和高抗击穿电场,还具有陶瓷高的介电常数,从而受到人们的关注。然而陶瓷填料与聚合物基体之间的表面能差异,导致填料容易团聚,在复合材料内部产生较多的孔洞及空隙,影响材料的介电性能。此外,填料与基底聚合物之间的电性能差异,导致产生电场分布不均匀,界面极化复杂等问题,影响储能密度的提高。目前,无机纳米粒子的界面修饰是有效解决上述问题的方法。甲壳型液晶高分子由于侧基强大的空间效应,迫使主链伸直,从而使聚合物形成柱状向列相,使分子链具有半刚性的特性。同时,聚合物具有刚性链长度可控,柱状相的表面特性易于修饰等特点。这些特性为无机纳米粒子的表面修饰提供多样性的选择。因此,本论文针对陶瓷/聚合物介电复合材料存在的问题,以及结合甲壳型液晶高分子的特性,选取甲壳型液晶高分子作为陶瓷钛酸钡(BT)颗粒的界面修饰剂,一方面解决BT纳米粒子在聚(偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(P(VDF-TrFE-CTFE))中的分散性和相容性差的问题;另一方面,通过研究液晶高分子的分子结构和界面修饰层厚度对制备出的复合材料储能性能的影响,总结出界面修饰层的分子结构和厚度(界面效应的影响因素)对纳米复合材料储能性能的影响规律,从而为制备具有高储能密度的聚合物基介电复合材料提供有效方法,其具体研究内容如下:第一部分,本文设计四种液晶含氟聚合物(liquid crystalline fluoro-polymer):聚{乙烯基对苯二甲酸二(对三氟甲氧基苯酚)酯}(PM3F)、聚{乙烯基对苯二甲酸二(2,3,4,5,6-五氟苯酚)}酯(PM5F)、聚{乙烯基对苯二甲酸二(3,5-二三氟甲基苯酚)}酯(PM6F)和聚{乙烯基对苯二甲酸二[(2,3,5,6-四氟-对三氟甲基)苯酚)]}酯(PM7F)作为修饰剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)聚合,将四种液晶含氟聚合物接枝在纳米BT的表面,合成出四种具有核-壳结构的BT@liquid crystalline fluoric-polymer纳米颗粒。通过FT-IR、TGA和TEM等仪器表征,证明了含氟液晶聚合物成功接枝在BaTiO3表面。继而通过溶液共混及球磨工艺,制备出相应的 BT @liquid crystalline fluoric-polymer/P(VDF-TrFE-CTFE)聚合物纳米复合材料。通过扫描电镜和铁电分析仪,对复合材料进行详细的结构和介电性能表征。实验结果表明,含氟液晶聚合物的修饰后的BT纳米颗粒在P(VDF-TrFE-CTFE)基体中具有良好的分散性和相容性。但复合材料的介电储能性能依赖于修饰层的氟原子数量。相比于纯P(VDF-TrFE-CTFE)基体,复合材料表现出高的介电常数和低的介电损耗,而在四种BT@fluoric-polymer/P(VDF-TrFE-CTFE)聚合物纳米复合材料中,相比于PM6F和PM7F包覆钛酸钡制备出的复合材料,PM3F和PM5F包覆钛酸钡所制备出来的复合材料表现出更高的介电常数。在所有复合材料中,BT@P3F/P(VDF-TrFE-CTFE)复合材料具有最高的抗击穿电场(542kV/mm-1)和最高的有效储能密度,其值达到14.5 J cm-3,是双轴拉伸聚丙烯的储能密度的12倍(1.2J cm-3在640kV/mm-1),表明PM3F作为修饰剂能更有效地提高聚合物复合材料的抗击穿强度及储能性能。第二部分,为了研究BaTiO3修饰层厚度对其复合材料介电储能性能的影响,本章节选用PM3F作为修饰剂,利用甲壳型液晶高分子聚合物链半刚性的特性,对BaTiO3表面的修饰层厚度进行调控。通过RAFT聚合方法成功合成了三种不同包覆厚度具有核-壳结构的BT@rigid-fluoro-polymer纳米颗粒,并且对其复合材料的介电常数频率依赖性和储能性能进行了详细的研究。实验结果表明:相比于P(VDF-TrFE-CTFE),聚合物纳米复合材料的介电常数,抗击穿强度和储能密度都得到了明显的提高。此外,BaTiO3表面壳层聚合物厚度的不同对复合材料的介电储能性能也各不相同。如在最厚壳层聚合物包覆钛酸钡(BT-3F3)的聚合物纳米复合材料中,当含有5 vol%BT-3F3时,其有效能量密度达到了 16.18 J cm-3。因此,本章节提供了一种新颖的方法来制备高介电储能复合材料,并进一步地阐述了复合材料中界面修饰层厚度对其介电性能的影响。