六方氮化硼(h-BN)具有高击穿强度(800 kV/mm),是提升铁电聚合物能量密度的理想材料。通常,我们认为只有氮化硼纳米片(BNNSs)才能显著提升复合物的击穿强度。然而,BNNSs的制备过程耗时并且产率极低,这大大限制了h-BN在介电储能领域的应用。为了克服这一难点,在本研究中,我们将球磨后的h-BN(B-BN)不经离心直接用于提升聚偏氟乙烯中(PVDF)的击穿强度。当填料含量为8 wt%时,复合物的击穿强度会随着B-BN球磨的时间的增加而升高。当B-BN的球磨时间为16 h时(B16-BN),PVDF/B16-BN复合物的击穿强度最高,为507 kV/mm,是纯PVDF(272 kV/mm)的2.86倍,PVDF/h-BN复合物(381 kV/mm)的1.33倍。在相同填料含量下,PVDF/B16-BN复合物的击穿强度与边缘羟基化的BNNSs(EOH-BNNSs)填充的纳米复合物的击穿强度相近,这表明对球磨后的产物离心取上层清液得到EOH-BNNSs可能并不是提升复合物击穿强度的必要步骤。此外,PVDF/B16-BN复合物的介电损耗、能量密度、力学性能以及面内热导率与PVDF/h-BN复合物相比也都有所改善。PVDF/B16-BN复合物这些改善的性能表明B16-BN的应用可以回避BNNSs产率低和制备过程耗时的缺点,同时还能扩展其在介电储能领域的应用。而这些性能的改善都归功于EOH-BN在聚合物中良好的分散,以及EOH-BN与EOH-BNNSs之间的协同效应。
