PVDF基铁电聚合物相变行为、介电性能和挠曲电效应的研究

发布时间：2024-03-23 03:42

　　当前新能源,新材料的创新和研发已经成为社会关注的焦点。功能材料在两个领域中均占有重要地位,它具有一种或多种优异的光、磁、电、力、热、生化等特性并能够实现性能间转换,针对它的的基础科学和应用研究愈发活跃。其中高分子功能材料具有质量轻,易于制备,柔韧性好,化学性能稳定等优点。而半结晶的PVDF基聚合物材料具有多种晶相结构,且分子链上的C-F键具有较大的偶极矩,因此该类材料是一种优异的电学性能材料。自1969年Kawai发现其具有出色的压电效应后,基于其压电效应、热释电效应、铁电效应、电致伸缩效应以及储能电容器、电卡制冷等方面的研究和应用成为热点,而挠曲电效应作为一种不对称场下的机电耦合效应响应日益受到研究人员的关注。目前,研究人员在陶瓷材料中发现了较大的挠曲电效应,尽管理论研究高分子材料的挠曲电系数相对较小,但其出色的柔韧性和抗疲劳性等力学性能,展现出其在挠曲电效应研究与应用方面的独特优势。同时,研究人员发现通过制备PVDF基纳米复合材料,可改善与提高基体上述的电学等特性。此外,进一步认识和研究PVDF基聚合物的结晶行为及相变规律,有利于从结构角度对其功能特性进行机制分析,也有助于提高制备...

【文章页数】：125 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.2PVDF的分子结构示意图

—Ｃ－Ｃ?—??Ｉ?Ｉ??Ｈ?Ｆ??Ｌ?Ｊ?ｎ??图１．１?ＰＶＤＦ的分子式??上述提到ＰＶＤＦ具有多种晶体结构，一般根据其分子链构象的不同，可分为??ａ相（ＩＩ型），Ｐ相（Ｉ型），ｙ相（型ＩＩＩ），５相（ＩＩＰ型）等［１２］。如图１．２所示，??ｐ相中的ＣＨ２基团与ＣＦ２基团成....

图1.3PVDF的晶格结构示意图[[Id]

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图１．４Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）５５／４５共聚物的介电温度谱??

ＸＲＤ和ＤＳＣ等手段研宄了?Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）的晶体结构和相变过程气以＾??５５ｍｏｌ％ＶＤＦ共聚物为例，图１．５分别显示２］°Ｃ，８１°Ｃ，以及２１°Ｃ?（降温段）??的ＸＲＤ衍射图谱，通过溶体冷却直接获得的低温相（ｔｈｅ?ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｐｈａｓｅ，??Ｌ....

图１．７Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）共聚物相图［２３］??

?Ｈｉｇｈ?－Ｔｅｍｐｅｒａｔｕ?ｒｅ??Ｐｈａ球Ｔ）?—ａ）?Ｆｎ継（ＨＴ）??图１．６?Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）共聚物的结构示意图（ａ）低温铁电相（ｂ）冷却铁电相和（ｃ）高温顺电相［２（）］??如图１．７所示，Ｌｏｖｉｎｇｅｒ等人发现共聚物的结构和相变与ＶＤＦ的含量密切??相关....

本文编号：3935403