全氟磺酸離聚物/聚偏氟乙烯/石墨烯量子點(diǎn)三元自驅(qū)動復(fù)合材料的高壓加工研究
發(fā)布時間:2021-07-23 00:28
自1969年發(fā)現(xiàn)聚偏氟乙烯(PVDF)具有壓電性以來,其在電子元件器的應(yīng)用已經(jīng)引起了眾多科學(xué)家的關(guān)注。PVDF具有5種晶型,其壓電性能主要與極性的β晶型有關(guān)。在得到β晶型PVDF的諸多方法中,通過高壓高溫結(jié)晶得到的β相PVDF,其晶體結(jié)晶程度較完善,缺陷較少,且結(jié)晶度高,因此具有良好的壓電性能。因此,研究在高壓下PVDF的結(jié)晶行為具有特別重要的意義。壓電材料可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的相互轉(zhuǎn)換,目前已被廣泛應(yīng)用于傳感器、換能器和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。高分子壓電材料具有機(jī)械柔韌性好、原材料成本低、制備過程簡單和器件電絕緣性能好等優(yōu)勢,但其相對較低的介電系數(shù)和壓電系數(shù)限制了其應(yīng)用。另外,一些傳統(tǒng)高分子壓電材料如多孔聚丙烯等加工過程復(fù)雜,且需經(jīng)高電壓極化方可具備應(yīng)用價值。高電壓極化過程會帶來一系列的問題,如過多能源消耗,不安全,以及樣品的擊穿報(bào)廢等。因而,必需開發(fā)出性能更優(yōu)異的高分子壓電材料以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。本論文利用溶液成膜法制備了分散均勻的聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物(PVDF/Nafion)和聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物/石墨烯量子點(diǎn)(PVDF/Nafion/GQDs)復(fù)合材料,并改變制備實(shí)驗(yàn)條件,通過D...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 聚偏氟乙烯(PVDF)
1.1.1 聚偏氟乙烯簡介
1.1.2 聚偏氟乙烯的晶型
1.1.3 β晶型PVDF的制備
1.2 全氟磺酸離聚物
1.3 石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)
1.4 聚合物高壓研究現(xiàn)狀
1.5 聚合物壓電材料
1.5.1 體型壓電聚合物
1.5.2 高分子壓電復(fù)合材料
1.5.3 壓電駐極體
1.6 本論文的研究目的和內(nèi)容
第2章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物復(fù)合材料的高壓結(jié)晶行為研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2.3 PVDF/Nafion復(fù)合材料的制備
2.2.4 高壓結(jié)晶實(shí)驗(yàn)方案
2.2.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料的高壓試樣的制備
2.2.6 測試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 PVDF原料的表征結(jié)果
2.3.2 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶溫度組結(jié)果表征
2.3.3 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶壓力組結(jié)果表征
2.3.4 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶時間組結(jié)果分析
2.3.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)組結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物復(fù)合材料的壓電性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
3.2.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
3.2.5 測試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 PVDF/Nafion復(fù)合材料DSC、WAXD、ATR-FTIR和SEM分析
3.3.2 PNDPG壓電性能分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物/石墨烯量子點(diǎn)三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶行為和壓電性能的研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
4.2.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
4.2.5 測試與表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料TEM表征結(jié)果分析
4.3.2 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶溫度組表征結(jié)果
4.3.3 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶壓力組表征結(jié)果
4.3.4 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶時間組表征結(jié)果
4.3.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)組結(jié)果分析
4.3.6 PVDF/Nafion/GQDs復(fù)合材料的壓電性能研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡絲技術(shù)在低溫燃料電池中的應(yīng)用[J]. 張瀟,何大平,木士春. 化學(xué)通報(bào). 2014(06)
[2]聚偏氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其β相制備方法的研究[J]. 梁爽,鄭茂梅,孫平,汪忠興,朱基亮. 壓電與聲光. 2013(05)
[3]電場極化與振蕩剪切對聚偏氟乙烯β相形成的影響[J]. 謝琪,蔣文柔,包,,劉正英,楊偉,謝邦互,楊鳴波. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(04)
[4]輻照交聯(lián)聚丙烯壓電功能膜的機(jī)電性能[J]. 張欣梧,婁可行,王家興,張露嬌,張冶文,張曉青. 功能材料. 2011(11)
[5]質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順. 濕法冶金. 2010(02)
[6]聚偏氟乙烯的晶體結(jié)構(gòu)及應(yīng)用[J]. 張軍英,李新開,王清海,冀克儉,王樹倫. 工程塑料應(yīng)用. 2008(12)
[7]氟聚合物壓電駐極體的壓電性及其電荷的動態(tài)行為[J]. 張曉青,黃金峰,王飛鵬,夏鐘福. 物理學(xué)報(bào). 2008(03)
[8]聚偏氟乙烯樹脂的應(yīng)用和聚合進(jìn)展[J]. 吳君毅. 有機(jī)氟工業(yè). 2008(01)
[9]全氟磺酸樹脂/PVDF共混膜的研究[J]. 羅杰,李培金,薛慶云. 化工新型材料. 2007(07)
[10]拉伸工藝對PVDF薄膜形貌與結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉棟,姜勝林,仝金雨,金學(xué)淼. 電子元件與材料. 2007(03)
碩士論文
[1]全釩氧化還原液流電池關(guān)鍵材料的研究[D]. 代威.蘭州理工大學(xué) 2014
本文編號:3298212
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:94 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 聚偏氟乙烯(PVDF)
1.1.1 聚偏氟乙烯簡介
1.1.2 聚偏氟乙烯的晶型
1.1.3 β晶型PVDF的制備
1.2 全氟磺酸離聚物
1.3 石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)
1.4 聚合物高壓研究現(xiàn)狀
1.5 聚合物壓電材料
1.5.1 體型壓電聚合物
1.5.2 高分子壓電復(fù)合材料
1.5.3 壓電駐極體
1.6 本論文的研究目的和內(nèi)容
第2章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物復(fù)合材料的高壓結(jié)晶行為研究
2.1 前言
2.2 實(shí)驗(yàn)部分
2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.2.3 PVDF/Nafion復(fù)合材料的制備
2.2.4 高壓結(jié)晶實(shí)驗(yàn)方案
2.2.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料的高壓試樣的制備
2.2.6 測試與表征
2.3 結(jié)果與討論
2.3.1 PVDF原料的表征結(jié)果
2.3.2 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶溫度組結(jié)果表征
2.3.3 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶壓力組結(jié)果表征
2.3.4 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶時間組結(jié)果分析
2.3.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)組結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第3章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物復(fù)合材料的壓電性能研究
3.1 前言
3.2 實(shí)驗(yàn)部分
3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
3.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
3.2.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
3.2.5 測試與表征
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 PVDF/Nafion復(fù)合材料DSC、WAXD、ATR-FTIR和SEM分析
3.3.2 PNDPG壓電性能分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸離聚物/石墨烯量子點(diǎn)三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶行為和壓電性能的研究
4.1 前言
4.2 實(shí)驗(yàn)部分
4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
4.2.3 實(shí)驗(yàn)方案
4.2.4 實(shí)驗(yàn)樣品制備
4.2.5 測試與表征
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料TEM表征結(jié)果分析
4.3.2 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶溫度組表征結(jié)果
4.3.3 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶壓力組表征結(jié)果
4.3.4 PVDF/Nafion/GQDs三元復(fù)合材料高壓結(jié)晶時間組表征結(jié)果
4.3.5 PVDF/Nafion復(fù)合材料高壓結(jié)晶質(zhì)量分?jǐn)?shù)組結(jié)果分析
4.3.6 PVDF/Nafion/GQDs復(fù)合材料的壓電性能研究
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
碩士期間發(fā)表論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]靜電紡絲技術(shù)在低溫燃料電池中的應(yīng)用[J]. 張瀟,何大平,木士春. 化學(xué)通報(bào). 2014(06)
[2]聚偏氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其β相制備方法的研究[J]. 梁爽,鄭茂梅,孫平,汪忠興,朱基亮. 壓電與聲光. 2013(05)
[3]電場極化與振蕩剪切對聚偏氟乙烯β相形成的影響[J]. 謝琪,蔣文柔,包,,劉正英,楊偉,謝邦互,楊鳴波. 高分子材料科學(xué)與工程. 2013(04)
[4]輻照交聯(lián)聚丙烯壓電功能膜的機(jī)電性能[J]. 張欣梧,婁可行,王家興,張露嬌,張冶文,張曉青. 功能材料. 2011(11)
[5]質(zhì)子交換膜水電解技術(shù)研究現(xiàn)狀[J]. 林才順. 濕法冶金. 2010(02)
[6]聚偏氟乙烯的晶體結(jié)構(gòu)及應(yīng)用[J]. 張軍英,李新開,王清海,冀克儉,王樹倫. 工程塑料應(yīng)用. 2008(12)
[7]氟聚合物壓電駐極體的壓電性及其電荷的動態(tài)行為[J]. 張曉青,黃金峰,王飛鵬,夏鐘福. 物理學(xué)報(bào). 2008(03)
[8]聚偏氟乙烯樹脂的應(yīng)用和聚合進(jìn)展[J]. 吳君毅. 有機(jī)氟工業(yè). 2008(01)
[9]全氟磺酸樹脂/PVDF共混膜的研究[J]. 羅杰,李培金,薛慶云. 化工新型材料. 2007(07)
[10]拉伸工藝對PVDF薄膜形貌與結(jié)構(gòu)的影響[J]. 劉棟,姜勝林,仝金雨,金學(xué)淼. 電子元件與材料. 2007(03)
碩士論文
[1]全釩氧化還原液流電池關(guān)鍵材料的研究[D]. 代威.蘭州理工大學(xué) 2014
本文編號:3298212
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