[發明專利]一種高介電常數聚酰胺1材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110098379.4
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112876717A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 袁丹丹;蔡緒福
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08J7/044
• 分類號: C08J7/044;C08J5/18;C08L77/00;H01G11/86
• 代理公司: 北京東靈通專利代理事務所(普通合伙) 61242
• 代理人: 李金豹

本發明涉及功能高分子材料領域，具體涉及一種高介電常數聚酰胺1材料及其制備方法。高介電常數聚酰胺1，結構式為：式中，R₁、R₂是封端基團，n＝10～1000；R₁和R₂相同或不同，選自羥基、氨基中的一種或兩種。本發明進一步提供所述高介電常數聚酰胺1材料的制備方法，將純聚酰胺1原料，經過干燥，相轉變溫度附件熱處理，壓片工藝，電極制備。在不改變化學成分的條件下，改變聚酰胺1的聚集態結構，獲得高介電常數聚酰胺1材料，可為制備高容量電容器原材料帶來發展良機。本發明提供的方法簡單可行，易于操作，成本低，性能優異。

技術領域

本發明涉及功能高分子材料領域，具體涉及一種高介電常數聚酰胺1材料及其制備方法。

背景技術

隨著電子工業的發展，電子器件不斷小型化、高度集成化、薄膜化，對材料的尺寸、柔性、儲能密度均提出了更高的要求，因此性能優異的柔性儲能材料成為行業關注的熱點。傳統的陶瓷材料具有高介電常數，但存在密度大、易碎、耐久性差、加工成型困難等缺點。介電聚合物易于加工成型、良好的柔韌性、密度低等特點，但其介電性能不及大多數介電陶瓷。而聚合物/陶瓷復合材料雖然匯集了二者的部分優點，但由于聚合物與陶瓷性質上的巨大差異，在制備柔性、大面積膜狀電功能器件上仍然存在陶瓷粉體分散不均，界面缺陷引發膜開裂等一系列技術瓶頸問題。解決上述問題的有效方法之一是開發一種聚合物介電材料，使其既具有優異的介電性能，又具有出色的加工性能。

聚酰胺的電性能主要歸因于酰胺基團形成偶極子及其在晶體結構中的方向性，而氫鍵的最大化和線性化是決定聚酰胺分子鏈排列方式和晶體結構的兩大基本因素。而聚酰胺1分子鏈具有聚酰胺中最高密度的酰胺鍵和氫鍵，最大的偶極子濃度，有望成為一種理想的高性能多功能材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種高介電常數聚酰胺1材料及其制備方法。本發明將聚酰胺1進行特殊處理，制備了一種高介電常數聚酰胺材料，即將聚酰胺1在其相轉變溫度附近進行熱處理，改變其聚集態結構，使其介電常數得到顯著提高的同時介電損耗保持在較低水平。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高介電常數聚酰胺1，其結構式為：

式中，R₁、R₂是封端基團，n＝10～1000；

R₁和R₂相同或不同，選自羥基、氨基中的一種或兩種。

進一步方案，高介電常數聚酰胺1制備方法，包括以下步驟：

S1、將聚酰胺1原料干燥；

S2、將干燥好的聚酰胺1在其相轉變溫度保持一定時間，進行熱處理；

S3、將熱處理后的聚酰胺1壓制成一定厚度和面積的圓片；

S4、在聚酰胺1圓片的上下表面制備電極。

優選，步驟S1中，所述的聚酰胺1原料干燥溫度為95～110℃，時間為3～6小時。

優選，步驟S2中，所述熱處理溫度為150～180℃，時間為2～6小時；進一步優選熱處理溫度為160℃。

優選，步驟S3中，所述的聚酰胺1圓片，厚度為50um～5mm，面積為1mm²～10cm²。

優選，步驟S4中，所述的聚酰胺1圓片上下表面電極制備方式可采用噴鍍電極、粘貼導電膠或涂敷導電銀漆。

與現有技術相比，本發明的優點：