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目前用于制备电润湿器件中疏水绝缘层的主要是含氟材料,有美国杜邦公司的无定形Teflon(AF1600)和日本旭硝子公司的CYTOP(含氟环状聚合物)。由于这两者材料生产工艺复杂、产量低、造价昂贵,对国内限制出口,自身也有明显的性能缺点,如黏附性不好、绝缘性不高、成本较高、生产工艺污染较重等,极大地限制了这两种材料的研究应用。 针对现有含氟材料的缺陷,本论文从两个方面加以改进。一方面用含氟聚丙烯酸酯取代AF1600和CYTOP,另一方面将氧化锆等具有高介电常数的金属纳米颗粒掺到AF1600里以提高其介电常数。 含氟聚丙烯酸酯由于具有优异的表面特性、耐候性及环境友好性,已逐渐在建筑涂料、纺织工业以及其它重要领域得到应用。本论文用1H,1H,2H,2H-全氟癸基甲基丙烯酸酯(2-(Perfluorooctyl)ethyl methacrylate,简称FMA)合成纳米乳液,通过超微喷涂技术制备了用于电润湿器件的疏水绝缘层。结果显示,该疏水绝缘层的静态接触角达到了123°,介电常数为2.6~2.7,耗散系数为0.002,均显著优于常规的电润湿介电材料,并有望解决合成与制备工艺复杂等问题,大幅降低生产成本。 同时,本论文用全氟辛基三乙氧基硅烷对氧化锆纳米颗粒进行表面改性以增大其和AF1600的相容性。结果显示,经过改性,氧化锆纳米颗粒的接触角从40°增加到135°。将相当于AF1600质量20%的改性氧化锆纳米颗粒加入含3.8%AF1600的N7100溶液,用丝网印刷制备了厚度为800nm的掺杂改性氧化锆纳米颗粒AF1600薄膜,与普通AF1600薄膜相比,电容提高了20%,电容的标准方差接近。