聚偏氟乙烯薄膜压电性的研究

本文研究了聚偏氟乙烯的压电性。聚偏氟乙烯薄膜是用DMA溶剂浇铸而成,然后进行单轴拉伸,并采用热驻极的方法使薄膜成极。实验结果表明,压电活性依赖于拉伸比、极化电场、极化温度和极化时间。此外,还研究了聚偏氟乙烯压电薄膜的稳定性和某些使用特性。     

单向拉伸聚偏氟乙烯的取向结构

本文用X射线衍射法测定了单向拉伸聚偏氟乙烯的(110)和(020)晶面的极图,拉伸温度为100℃和160℃,拉伸比从250％—420％。利用衍射强度分布数据I(φ、ψ)计算出晶面均方余弦(cos~2(?)),经坐标转换并借助Wilchin-sky方法,得到c轴相对拉伸方向的均方余弦(cos~2φ_(c,y))。当T=100℃时,拉伸伴随有晶型转化,表现为晶面衍射峰强度和位置的变化,在此基础上对α晶型和β晶型的取向分别进行了分析。     

聚偏氟乙烯取向薄膜的结晶形态

本文用小角激光散射法研究了聚偏氟乙烯薄膜在拉伸取向过程中晶体形态及结构的变化。拉伸使球晶形变为椭球,同时伴随着局部熔融与重结晶过程,散射图案由原来的四叶瓣发展为八叶瓣。红外测量及X-射线衍射分析表明,拉伸引起分子链构象改变,使晶型发生了转变。     

聚偏氟乙烯的分子运动

本文研究了聚偏氟乙烯(PVDF)的介电、动态力学,热刺激电流和压电性能。在—150℃—120℃范围均观察到四个松弛转变过程,并阐述了它们的机制。 在室温以上,观察到二个松弛峰,与大部分报道不同,而与Kakutani的结果一致,本文还观察到d′_(31)与ε′_3成线性关系,高温下的斜率大于低温的斜率,可能是二种极化机构所致,压电效应的起源与偶极子取向有关。     

聚偏氟乙烯的晶体结构

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型之间的相互转换。同时简单介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。     

热致相分离法高效制备压电聚偏氟乙烯膜

以环保溶剂乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为稀释剂,绿色无毒的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM][PF₆])为添加剂,采用热致相分离(TIPS)法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜,通过扫描电子显微镜观察不同添加剂含量PVDF膜的微观形貌;通过超滤杯对PVDF膜的纯水通量进行了测试;使用拉力计对PVDF膜的机械性能进行了表征;通过红外光谱和X-射线衍射研究了添加剂对PVDF膜晶型结构的影响。结果表明：加入1.0%[BMIM][PF₆]时,PVDF的晶型变为β- 晶型。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜器对钐传质性能的影响

以Ｐ５０７－煤油ＨＣｌ－Ｓｍ为实验体系,在两种聚偏氟乙烯中空纤维膜器中研究了溶胀性能、反萃酸度对基于水相的总传质系数及中空纤维膜孔径的影响,考察了料液酸度、萃取剂浓度、钐离子浓度与萃取速率的关系。获得了相应的反应级数。根据界面反应动力学,得到了速率常数值和动力学方程。     

聚醚砜和溶剂对聚偏氟乙烯膜结晶性能的影响

研究了非相容性聚合物及不同溶剂对聚偏氟乙烯相转化膜结晶性能的影响。采用红外光谱和DSC方法测定了膜的晶型及结晶度。结果显示,与非相容性材料以适当的比例共混和采用溶度参数较低的溶剂可以降低膜β晶型的含量。     

淬火温度对聚偏氟乙烯形态结构的影响

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和傅里叶交换红外光谱（ＦＴＩＲ）等方法研究了结晶温度对聚偏氟乙烯（ＰＶＦ２）晶相结构的影响．结果表明，从ＰＶＦ２熔体高速淬火到较低温度等温结晶可直接生成β相结晶，临界淬火温度为３０℃．淬火温度在４０—７０℃时，α和β相共存．当淬火温度较高时（８０—１５０℃），生成α相结晶．在淬火温度高于１６５℃时，则得到ＰＶＦ２的γ相结晶．在临界温度以下淬火的ＰＶＦ２薄膜含有β相微晶，而高于临界淬火温度时则生成α相或γ相的片晶或球晶结构．     

聚偏氟乙烯的氯化改性

研究了聚偏氟乙烯 (PVDF)自由基引发的氯化反应。考察了各种因素 ,如氯化剂、引发剂的种类及浓度 ,反应介质、反应温度和反应时间的影响 ,确定了合成氯化PVDF的最佳反应条件。采用碱熔法测定氯含量 ,用HNMR进行了结构表征 ,并用溶度参数法、接触角法、DTA TG等方法对PVDF氯化前后的溶解性、附着力、熔点等性能进行了测试。结果表明 ,氯原子成功地引入到了PVDF上 ,当氯含量增加到 8 3 %时 ,氯化PVDF的熔点由 1 63℃降至 1 3 0℃左右 ,附着力也有了明显的改善 ,与水的接触角由 90°降至 5 4°,由不溶于丙酮变为溶于丙酮 ,对甲醇和四氯化碳的溶度参数的变化也说明了氯化PVDF的溶解性能变好 ,由TG曲线可知 ,氯化PVDF的热稳定性比改性前虽有一定的降低 ,但其分解温度仍在 3 0 0℃以上     

聚偏氟乙烯涂料的研究

用聚偏氟乙烯(PVDF)树脂制备了溶剂型氟碳涂料,筛选并优化了PVDF涂料的溶剂组成。采用丙烯酸树脂对PVDF进行改性,并研究颜填料钛白粉对涂膜性能的影响。结果表明,由甲苯、甲基异丁基酮、乙二醇乙醚乙酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯及邻苯二甲酸二甲酯组成的溶剂体系的涂料综合性能比较好,而丙烯酸树脂和钛白粉的加入明显地改善了PVDF涂膜的性能。     

聚偏氟乙烯共混体系的压电性及其分子运动——聚偏氟乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯共混体系

本文研究了PVDF-PMMA共混体系的压电性及其分子运动.其松弛转变过程与PVDF-P(VDF-HFE)及PVDF-P(VDF-TFE)共混体系相似,压电性低于PVDF-P(VDF-TFE)共混体系.当PMMA含量为3％时,其压电性与PVDF的接近,而其退极化温度却高于PVDF以及上述二个含氟共混体系的薄膜,随着PMMA的增加,其压电性也随之减弱,这是由于非晶相中偶极子浓度降低之故.     

聚偏氟乙烯取向膜在拉伸过程中的晶相变化

聚偏氟乙烯(PVF_2)的多晶型、压电和热电性引起人们关注。一般认为PVF_2有α、β、γ、δ4种晶相,另有报道存在一ε相。其中具有压电和热电性的β相最为重要。通常从PVF_2熔体只能获得α相。为了获得β相结晶,人们尝试过很多方法。本文研究拉伸过程中PVF_2结构和晶相的变化。PVF_2为Polysciences产品,MW 1.4×10~5。经熔体拉伸制成厚50nm的取向膜。仪器为H-600型透射电镜,工作电压100kV。以及Alpha Cenfauri付利叶变换红外光谱仪。     

超速升温对玻璃态聚偏氟乙烯结晶的影响

我们曾研究超速淬火温度对聚偏氟乙烯(PVF_2)薄膜结晶结构的影响,在不同温度下淬火可分别得到α、β和γ三种晶型结构。本工作从非晶的玻璃态PVF_2出发,通过超速升温的方法,进一步研究结晶温度对PVF_2晶型结构的影响。     

热处理对聚偏氟乙烯-酰胺类溶剂所制薄膜结晶行为的影响

使用红外光谱和偏光显微镜对PVDF(聚偏氟乙烯)-DMF(N,N-二甲基甲酰胺)和PVDF-DMAc(N,N-二甲基乙酰胺)体系结晶行为的研究表明,PVDF薄膜的结晶受制备溶剂,后期热处理温度和膜厚度等因素的影响;升高温度,β相含量减小;当温度低于90℃时,PVDF-DMF体系的F(β)值较DMAc体系大,在90~160℃之间则相反,且两种体系的F(β)值分别在约90℃和80℃发生“突变”;同时,结晶还明显受到薄膜厚度的影响,厚度大,结晶较完善.     

聚偏氟乙烯膜的改性研究进展

主要介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)膜在近年来改性方法的最新研究进展,从辐照改性、等离子体改性、共混改性和化学改性等几方面进行了详细介绍,简要介绍了PVDF膜作为离子交换膜的一些最新应用.     

碳纳米管的加入对聚偏氟乙烯/丙烯酸酯共混物形状记忆性能的影响

利用聚偏氟乙烯(PVDF)微小结晶的物理交联点作用,制备了形状记忆性能优异的聚偏氟乙烯/丙烯酸酯聚合物(PVDF/ACM)共混材料。为提高其形状回复应力,又将碳纳米管(CNT)引入该共混体系中,系统研究了PVDF/ACM/CNT三元体系纳米复合材料的制备、结构及性能。结果表明,碳纳米管在PVDF/ACM体系中分散均匀;在基本保持其形状记忆性能的前提下,加入质量分数为4%的CNT,材料在25℃时的储能模量由2000 MPa提高至3130 MPa。     

TATB与二氟甲烷以及与聚偏二氟乙烯的分子间相互作用

动用密度泛函理论(SFT)B3LYP方法,取3－21G*基组,求得TATB(1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯)与CH~2F~2混合体系的三种优化构型以Boys-Bernardi方案校正基组叠加误差求得结合能。在B3LYP/6----311G*//B3LYP/3---21G*水TATB与CH~2F~2间的最大结合能为4.62kJ·mol^-1,还用MO－PM3方法计算TATB与---（CF~2CH~2}－(N=1,2,3,4,5,)的混合体系,由色散校正电子相关近似地求得其结合能力。当n＝5时,求得TATB与－（CF~2CH~2）--~n的最大结合能约为52.97kJ·MOL^-1。此外,自然键轨道分析用于讨论TATB与CH~2F~2之间的电荷转移。     

铁电高分子聚偏氟乙烯-三氟乙烯的凝聚态结构与性能调控研究进展

高分子的凝聚态结构具有多层次性,在微纳米尺度上有效地控制高分子的凝聚态结构,进而探索在微纳米尺度上凝聚态结构与性能的关系,将为高分子分子层次和宏观层次的结构与性能之间架起桥梁。本文综述了近年来我们课题组在铁电高分子聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物方面的研究及其进展。发展了在纳米尺度上控制高分子片晶取向的新方法并应用到聚偏氟乙烯-三氟乙烯体系,构筑了取向高度有序的铁电高分子纳米结构阵列,分析了片晶取向与聚偏氟乙烯-三氟乙烯微观铁电和压电性能之间的关系,有效降低了以聚偏氟乙烯-三氟乙烯为主要材料的有机铁电非易失性存储器的读写电压。