热稳定CuO/DPC/PVC纳米复合薄膜的制备及其在柔性紫外屏蔽与介电应用中的突破性研究

为解决传统聚合物材料在紫外屏蔽和介电性能上的不足，研究人员通过溶液浇铸法制备了CuO/DPC/PVC纳米复合薄膜（ONCs）。研究发现，CuO和DPC的协同作用显著提升了PVC的热稳定性（Tmax 达308°C）、紫外/蓝光屏蔽效率（带隙可调至2.4 eV）及介电常数，为柔性光电器件和防护材料开发提供了新思路。

　　

在光电子器件和防护材料领域，开发兼具柔性、高热稳定性和优异光学性能的有机纳米复合材料（ONCs）是当前的研究热点。聚氯乙烯（PVC）因其成本低、耐腐蚀等特性被广泛应用，但其较差的紫外屏蔽能力和介电性能限制了高端应用。同时，传统无机填料易导致材料脆化，而有机添加剂的热稳定性不足。如何通过协同改性策略解决这些问题，成为Northern Border University等机构研究团队的攻关方向。

研究人员采用溶胶-凝胶法制备CuO纳米颗粒（NPs，18-52 nm），结合有机添加剂二苯卡巴肼（DPC），通过溶液浇铸法制备CuO/DPC/PVC三元复合薄膜。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（ATR/FT-IR）、场发射扫描电镜（FE-SEM）等技术系统分析了材料的结构与性能。

XRD、FT-IR、SEM和EDX研究
XRD显示PVC的典型非晶态特征，CuO和DPC的加入进一步增加了非晶度。FT-IR证实了PVC的C-Cl键（616 cm^?1
）与DPC的-CO-NH-基团（1650 cm^?1
）形成氢键复合物。EDX面扫证实了Cu、C、O等元素的均匀分布，FE-SEM显示CuO NPs在PVC基体中分散良好。

热性能分析
热重分析（TGA）表明，10 wt% DPC使PVC初始分解温度从269°C提升至283°C，而CuO的加入进一步将最大分解温度（T_max
）提高至308°C。差示扫描量热（DSC）显示DPC降低了PVC的熔融焓，增强了材料柔性。

光学与介电性能
紫外-可见光谱显示，CuO/DPC将PVC的直接带隙从5.15 eV降至3.0 eV，间接带隙从4.9 eV降至2.4 eV，实现了对紫外（<400 nm）和蓝光（450 nm）的高效屏蔽。介电测试表明，复合材料的相对介电常数显著提升，且介电模量分析表明其导电机制不符合德拜（Debye）模型。

结论与意义
该研究首次将CuO NPs与DPC协同引入PVC体系，创制出兼具高热稳定性（>300°C）、可调光学带隙和优异介电性能的柔性薄膜。其紫外屏蔽特性适用于建筑玻璃、医疗器械包装，而优化的介电性能为电容器、柔性电子器件提供了新材料选择。Northern Border University团队的工作为多功能聚合物纳米复合材料的开发提供了范式，相关成果发表于《Journal of Molecular Structure》。