随着电子和电力能源系统的快速发展,传统的介电材料越来越不能满足需求,高介电常数、高击穿场强、高储能密度和低介电损耗的柔性介电材料是目前研究的重点方向。陶瓷材料具有高介电常数,但由于其相对较低的击穿强度、脆性大、难以加工等因素而受到限制。有机聚合物通常具有较高的击穿强度,但介电常数通常比较小。提高聚合物复合材料介电常数传统的方法是将陶瓷等无机材料添加到聚合物中,但由于复合材料界面相容性很差,无法分散均匀,出现团聚甚至孔隙,使得复合材料的耐击穿场强较低、储能密度较低、介电损耗较大和力学性能大幅下降。本文探究了不同的方法提高聚偏氟乙烯(PVDF)以及PVDF基复合材料的介电常数和储能密度,主要研究成果如下:(1)采用高电场极化的方法,通过对双轴取向聚偏氟乙烯(BOPVDF)电场极化,调节PVDF的相结构。频率在100Hz时,未极化的BOPVDF薄膜的介电常数仅有9.0,充放电能量密度分别为9.8J/cm~3和7.9J/cm~3;在73MV/m的场强极化1h后,BOPVDF的介电常数可以达到13.2,充放电能量密度分别可以达到33.3 J/cm~3和25.4J/cm~3,是商用BOPP薄膜的20倍。(2)采用消除反应制备了部分脱氟化氢(HF)的PVDF聚合物(MD-PVDF)。通过控制脱HF的时间制备了不同的MD-PVDF。发现脱HF 6h的MD-PVDF,介电常数为17.2(相同条件下制备的PVDF介电常数为7.1),400MV/m的场强下放电能量密度9.8 J/cm~3。采用溶液浇铸法和热压法制备了PVDF/MD-PVDF的薄膜,研究发现MD-PVDF添加量为5wt%时,聚合物的介电常数为9.1,在400MV/m的场强下,储能密度便可以达到12.2J/cm~3。(3)制备了1-甲基-3-丁基咪唑溴盐离子液体(IL)。采用溶液浇铸法和热压法制备了不同IL添加量的PVDF/IL的薄膜,研究发现PVDF的β相含量从36.4%提高到89.8%;介电常数高达325,是纯PVDF的46倍,但击穿强度大幅下降;断裂伸长率提高了300%。