聚偏二氟乙烯的压电性

本文阐述了聚偏二氟乙烯(PVDF)的物理特性,着重介绍了其压电性。PVDF是一种半晶状聚合物,它有四种不同的晶型。这些晶型可通过热、电场和压力作用而转变。     

聚偏氟乙烯单链单晶的研究

单分子单晶是高分子特有的一种聚集态结构。首次观察到单链单晶的聚合物是聚氧化乙烯［１］。近几年来，卜海山小组和我们的研究小组先后成功地制备和观察到等规聚苯乙烯、顺式１，４聚丁二烯以及古塔胶的单链单晶，并对其形状和结构进行了研究。然而，单链单晶的研究过程...     

聚偏氟乙烯有机压电薄膜超声换能器及其应用

本丈描述了聚偏氟乙烯(PVDF)有机压电薄膜超声换能器的结构设计、工艺要点、性能测试和有效的应用。 测试结果指出,PVDF超声换能器具有良好的宽带特性以及在直到10MHz频率范围的平坦的频率响应。 实验证明,利用铜背衬结构可以提高薄膜换能器的发射灵敏度和接收灵敏度。 若干应用预示,PVDF压电薄膜超声换能器在超声无损检测、超声成像和超声诊断等诸多应用领域有着广阔的前景。     

聚偏氟乙烯压电膜在医疗仪器中的应用

聚偏氟乙烯压电材料是近年来应用十分广泛的换能材料，可应用于电声器材，医疗仪器，机器人用传感器，超声波的发生与检测等领域，本文介绍了聚偏氟乙烯压电膜在医疗仪器领域中应用的最新进展，并列举了实例。     

基于聚偏氟乙烯的触力传感器结构优化分析

以聚偏氟乙烯(PVDF)作为触力传感器的敏感元件,通过控制变量的方法探究了PVDF触力传感器的上下衬底材料的类型和厚度对传感器灵敏度的影响.通过对压电材料的压电方程的理论计算,得到触力输入与电压输出的关系.有限元分析结果表明,上下衬底材料的厚度和弹性模量对触力传感器的灵敏度影响较大.当采用0.025 mm的PDMS作为上下衬底材料时,触力传感器的灵敏度达到0.527 mV/N.     

柔性石墨烯/聚偏氟乙烯电加热复合膜的制备与研究

石墨烯(GE)具有独特的二维纳米结构、良好的导电性和优异的热性能,使其在与聚偏二氟乙烯(PVDF)一起构建高性能聚合物填料时优于传统填料材料.采用溶液共混法制备GE/PVDF分散液,真空干燥法制备了GE/PVDF电热复合膜.GE/PVDF复合膜具有优良的电热性能(10 V电压下可快速达到196℃)、柔韧性好、质量轻(1...     

准分子激光快速制备超疏水性聚偏氟乙烯材料

在室温条件下,利用KrF准分子激光辐照技术,实现了超疏水性聚偏氟乙烯高分子材料的快速制备,最快制备时间为10 s。实验结果表明,在改性后的材料表面上,与水静态接触角由原来的53°增加到170°左右。采用原子力显微镜和X射线光电子能谱等检测手段对辐照后的材料表面进行了微观形貌和化学结构分析,结果表明激光辐照区域产生了具有极规整三维网络结构的改性层,并且C-CF2和C-F两种化学基团取代了原有的化学结构CH2和CF2成为该改性层的主体。表面的粗糙化与低表面能化学基团的共同作用,使改性后的聚偏氟乙烯表面有效地产生了较强的超疏水性能。     

准分子激光技术实现聚偏氟乙烯表面导电图形化研究

设计了采用准分子激光技术实现聚偏氟乙烯(PVDF)表面导电层图形化的制备方案。根据刻蚀缺陷为导电层活性中心的结论,利用刻蚀线构造图形控制导电层的扩展路径,再在光学掩模的协助下对导电层扩展外形进行限制,实现了PVDF表面多种导电图形的制备。实验结果表明,刻蚀缺陷不仅起到活性中心的作用,同时对导电区域进行了有效分割;掩模起到了对激光辐照区域限制的作用,进而实现了对导电层生长区域外形的控制。采用扫描电镜沿导电层的扩展方向对不同位置的导电层的微观形貌进行观察,提出导电层的形成扩展机理。为PVDF基电子器件的开发提供可能,为各种类型导电高分子聚合物材料表面快速图形化制备提供技术指导和实验基础。     

一种用于红外探测的有机铁电体聚偏二氟乙烯

讨论了一种可用于红外探测的有机铁电聚偏二氟乙烯材料结构、性能与应用方面的若干问题,包括结构及其衍生物、制备与性能、弛豫铁电特性、在红外探测方面的应用以及铁电隧道结新型器件等。     

准分子激光快速诱导聚偏氟乙烯材料导电层的研究

采用KrF准分子激光直写刻蚀技术在聚偏氟乙烯(PVDF)材料表面引入刻蚀缺陷,利用刻蚀点缺陷和线缺陷的活性中心作用实现了聚偏氟乙烯表面导电层的快速制备。实验结果表明,通过激光刻蚀在该材料表面产生的刻蚀点或刻蚀线均可起到活性中心的作用,轻易地控制导电层的形成,降低了激光改性阈值,低阈值实现了导电层快速制备的目的。通过激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)及扫描电镜(SEM)观察,刻蚀缺陷边缘产生类导电层的二维规整网络微结构,为导电层的初期形式。激光刻蚀过程中的激光热交联反应及激光辐照交联反应的交替作用是聚偏氟乙烯导电层快速产生并大面积形成的主要原因。     

柔性石墨烯/碳纳米纤维素/聚偏氟乙烯电加热膜的制备与表征

纳米纤维素(CNF)作为一种天然大分子,碳化后得到的碳纳米纤维素(C-CNF)拥有类似石墨结构,将其用于石墨烯与聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的组装,可构建高性能稳定堆积结构的电加热薄膜.采用溶液共混法制备石墨烯/C-CNF/PVDF(GCP)分散液,利用真空干燥法制备出GCP薄膜.通过研究得出,GCP薄膜的电阻控制在40...     

β相聚偏二氟乙烯PVDF薄膜的制备和热光效应研究

采用溶液旋覆法制备β相PVDF铁电聚合物薄膜,利用X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪对薄膜晶形结构进行分析,并使用椭偏仪测定了溶液法制备的β相PVDF薄膜热光系数,同时对其热-光信号读出机制进行研究.结果表明,在60～120℃下结晶有利于β晶相的形成,而较高温度下主要形成γ晶相;薄膜的热光效应不仅与其热膨胀紧密相关,还受到温度变化趋势的影响,在20～100℃范围内,β相PVDF聚合物薄膜有较高的(负)热光系数约2.4～3.3×10-4/K,升温条件下测得的热光系数更高;在探测波长633 nm条件下,薄膜反射率变化可以线性地表征出薄膜温度的变化,基于薄膜热光效应的热-光信号读出机制是可行的.     

具有超低弯曲损耗的高带宽聚偏二氟乙烯包层渐变折射率塑料光纤

日本Keio大学的科研人员提出一种聚偏二氟乙烯（PVDF）包层渐变折射率（GI）塑料光纤（POF）,该光纤具有优异的机械强度和低的弯曲损耗。与普通聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基GIPOF相比,对于PVDF包层GIPOF,人们关注的主要问题是由其特殊的波导结构引起的带宽减小。他们设计出在限制模注入（RML）条件下能保持高带宽的PVDF包层GIPOF的折射率分布。然而,当PVDF包层GIPOF中存在模式耦合时,带宽可能被减小。因此,针对高带宽性能．研究了一种减弱PVDF包层GIPOF中模式耦合的方法。他们发现,光纤数值孔径（NA）是控制模式耦合的一个关键因素。通过将GI纤芯区域的数值孔径（NA）调整到0．17,PVDF包层GIPOF可以实现100m距离大于2MHz的带宽。此外还研究了优化PVDF包层GIPOF的传播模性能．尤其是光纤静态弯曲时的性能,因为这种弯曲会增强模式耦合。他们还发现,如果GI纤芯区域具有0.17的NA,即使在恶劣的弯曲条件下,PVDF包层GIPOF也仍能保持高带宽性能。     

PVF2压电特性的研究

本文利用爆炸激波管研完了厚度为110μm的聚偏氟乙烯(PVF_2)在动载荷作用下的压电特性。采用石英传感器技术确定加载压力。研究表明,这种PVF_2具有压电特性强,重复性好的优点,它可以制成激波管实验研究所用的压力传感器。研究还表明,PVF_2的压电灵敏度与PVF_2的厚度近似成线性关系。     

PZT/P(VDF-TrFE)复合材料的静电纺丝制备及其特性

自行搭建了静电纺丝平台,制备了锆钛酸铅陶瓷粉末与聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)复合材料纳米纤维膜。使用扫描电子显微镜观测了纳米纤维膜的表面形貌特征,使用X线衍射检测了纳米纤维膜中聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相。探究了锆钛酸铅陶瓷质量分数对纳米纤维直径的影响和对其内聚偏氟乙烯三氟乙烯的β相影响。实验结果表明,使用静电纺丝法制备锆钛酸铅陶瓷粉末与聚偏氟乙烯三氟乙烯复合材料膜时,考虑到纳米纤维的形貌质量与纺丝过程的难易度,合适的锆钛酸铅陶瓷粉末质量分数应为4%。     

PVDF@AgNWs复合压电发电机的制备与性能研究

采用静电纺丝法和退火后处理工艺制备高β相含量的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维膜,并通过复合银纳米线(AgNWs)形成导电网络来获得高性能PVDF@AgNWs压电发电机。研究了制备工艺(静电纺丝、退火)及AgNWs添加量对器件压电输出性能的影响,结果表明,电纺PVDF纤维膜经退火并控制AgNWs质量分数0.10%条件下,PVDF@AgNWs压电发电机在5 MPa压力下,可输出约114 V压电电压及约1.3×10^-7 A电流。该压电发电机具有良好的能量采集性能,可直接为电容器充电,并可驱动LCD显示模组,在自供电柔性可穿戴电子领域具有应用潜力。     

偏氰乙烯—醋酸乙烯共聚物的压电特性

偏氰乙烯与醋酸乙烯的交替共聚物是一种能显示出压电特性的无定形聚合物。共聚物试样在Tg((?)170—180℃)温度和电场(20—60MV/m)作用下,沿电场方向排列的偶极子可通过降低温度而被冻结起来,获得很强的压电性。其压电应力常数e_(33)和机电耦合系数K_(33)分别为70mC/m~2和0.25。 ·     

BTO NWs/PVDF柔性复合薄膜的制备及其压电性能研究

该文通过两步水热法制备了钛酸钡纳米线（BTO NWs）,采用旋涂法与聚偏氟乙烯（PVDF）复合制备BTO NWs/PVDF复合薄膜。系统地研究了水热反应中不同NaOH浓度、不同反应时间及不同BTO NWs掺杂量对BTO NWs/PVDF复合薄膜压电输出性能的影响,并与商用钛酸钡纳米球（BTO NPs）制备的BTO NPs/PVDF复合薄膜进行了压电性能对比。结果表明,当NaOH浓度为10 mol/L,反应时间为10 h时,BTO NWs/PVDF复合薄膜开路电压和短路电流分别可达5.42 V和1.81 μA。当BTO NWs掺杂量(质量分数)为20%时,复合压电薄膜的开路电压可达9.34 V,短路电流可达2.15 μA,分别是BTO NPs/PVDF复合薄膜输出电压和电流的1.92倍和1.49倍。当负载电阻值为5 MΩ时,BTO NWs/PVDF复合薄膜输出功率可达1.44 μW。经过4 000次循环敲击测试,BTO NWs/PVDF复合薄膜表现出良好的机械稳定性,其有望在自供电器件、柔性可穿戴电子设备等领域得到广泛应用。     

PVDF压电薄膜的性能优化研究进展

聚偏氟乙烯(PVDF)压电薄膜是一种压电高分子材料,具有广泛的科学价值和技术应用前景.PVDF薄膜因具有独特的压电效应,且质地软,灵敏度高及频响范围宽等优点,使其在能量收集、新型智能传感器、生物医学、电池隔膜等领域得到了广泛的应用和关注.PVDF晶区中至少有4种晶型,其中β晶型PVDF具有优异的压电性能.该文总结了近年...