电容器是一种非常重要的储能元件，它具有储存电荷和均匀电场的功能，占电子元器件总产量的 40%以上。它在电子、电机和电缆行业中都有十分广泛的应用。在电子行业中，随着电子信息技术的快速发展，电子产品不断趋向于多功能化、微型化、柔性化。这种嵌入式封装技术要求将之前在印刷线路板表面的电容器转而封装到线路板的内部，那么就可以节省大量线路板上的空间。因此这些电容器需要有高储能密度，可以有效减少介质材料的用量，使电容器的尺寸和重量减小。对于电介质材料而言，其电容密度U_e可以表示为：

式中：ε为材料的介电常数，E_b为材料的击穿强度。可以看出电介质材料的电容密度随材料的介电常数和击穿强度的增大而增大。此外，电容器散热能力也是一项重要的指标，在相同的电压、交流电压频率和电容下，器件发热量取决于电介质材料的介电损耗tanδ。因此，优异的电介质材料需要同时具有高的介电常数、击穿强度和低的介电损耗。

传统的介电材料是铁电陶瓷材料，虽然具有高达数千的介电常数，然而陶瓷的制备往往需要较高的烧结温度(约为 1000 ℃)，产生了能源的浪费和环境污染，另外极差的脆性和加工性能也使其难以单独直接应用。近年来，许多研究工作者都致力于制备以聚合物为基体的两相或多相复合材料，力争在保持聚合物基体优异力学性能的同时得到优异的介电性能。

在实际应用中，当施加外加电场时，复合材料中的内部电场分布是不均匀的，介电常数较低的聚合物基体区域反而承担了较高的电场。因此，综合考虑成本因素，选择介电常数较高的聚合物基体材料能够显著提高复合材料的介电常数。在这些材料中，聚偏氟乙烯(PVDF)由于特殊的分子结构使其在室温下具有较高的介电常数(约为12)，是其它一些聚合物材料(如聚酰亚胺、聚苯硫醚等)的3～4倍，因此常被作为聚合物基体材料。

聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA），简称对位芳纶，由于其具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀等优良性能，已被广泛应用于特种服装、航空航天、电缆、轮胎等领域。但PPTA独特的刚性链分子结构使其难以溶于一般有机溶剂，且高温下难以熔融，限制了PPTA的功能性应用。通过纳米离子材料的无晷设计体系，采用可质子化的磺酸化PPTA（S-PPTA）与柔性长链叔胺冠层结合，制备了具有核壳结构的纳米聚合物材料。导电颗粒／绝缘层的核—壳结构为降低导电颗粒／聚合物复合材料的介电损耗提供了一条解决途径，绝缘的外壳可以阻止导电颗粒之间形成导电通路，从而得到高介电常数和低 介电损耗的复合材料。综上述内容考虑，本实验采用流涎法制备PPTA/PVDF聚合物复合材料，探索其介电及压电性能。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

材料制备：采用类流体技术制备不同侧链接枝比例的自流动芳纶，及流涎法制备PVDF基聚合物复合材料。

材料表征：采用SEM、XRD、FT-IR、XPS、AFM等对自流动芳纶/PVDF复合材料进行表征，并研究复合材料的结构对电性能的影响因素。

2.2研究目标