發(fā)布時(shí)間：2017-11-08 18:11

  本文關(guān)鍵詞：新型氟聚合物壓電性能研究

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【摘要】：駐極體(electret)是一種特殊的電介質(zhì),與普通的電介質(zhì)不同之處在于駐極體材料經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的極化,在拿出電場(chǎng)的條件下依然可以“永久”保持極化的狀態(tài),即上下表面仍然保有電荷。且與永磁體材料相似,當(dāng)駐極體材料被切開時(shí),新的上下表面依然保有相異的電荷,成為兩塊駐極體材料。因這種材料可以提供一個(gè)穩(wěn)定的電場(chǎng),并在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不衰減,受到了越來(lái)越多的關(guān)注,在物理化學(xué)生物軍事等領(lǐng)域進(jìn)行著越來(lái)越深入的研究。偏聚氟乙烯(PVDF)是一種性能優(yōu)異的有機(jī)高分子駐極體,分子內(nèi)大量的C-F偶極對(duì)駐極體的性能有很重要的貢獻(xiàn),但是PVDF材料需要一系列的加工工序如單軸拉伸,高壓極化等才可以得到性能理想的駐極體,因此研究人員的目光轉(zhuǎn)向偏氟乙烯與三氟乙烯的共聚物P(VDF-TrFE)上。P(VDF-TrFE)在保有原本PVDF優(yōu)異的耐腐蝕性、耐候性、耐溶劑性等的同時(shí)不需要像PVDF一樣需要復(fù)雜且低效的工藝才能達(dá)到較高的壓電系數(shù)(d33)就可以擁有與PVDF不相上下的優(yōu)異的電性能。本文通過(guò)對(duì)氫化得到的P(VDF-TrFE),制成薄膜并對(duì)其進(jìn)行了一系列的研究具體如下:1.通過(guò)氫化法對(duì)商業(yè)偏聚氟聚乙烯共聚物P(VDF-CTFE)(80/20 mol%)進(jìn)行氫化,得到P(VDF-TrFE)(80/20 mol%)產(chǎn)物。由P(VDF-TrFE)(80/20 mol%)制備的薄膜,使用X射線衍射、紅外吸收光譜和示差掃描量熱法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,使用鐵電測(cè)試儀和介電測(cè)量系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行電性能分析,使用d33準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量?jī)x對(duì)其進(jìn)行壓電性能分析。探究了不同熱處理方式對(duì)氫化方法制備的P(VDF-TrFE)薄膜從結(jié)構(gòu)到性能上的影響,薄膜在流延涂覆制備后,在居里溫度點(diǎn)以上熔點(diǎn)以下的溫度區(qū)域退火可以使薄膜的結(jié)晶更加完善,通過(guò)XRD和FTIR顯示薄膜中只有一種β晶型,DSC顯示退火后的薄膜結(jié)晶度更高鐵電相更加均一,通過(guò)鐵電測(cè)試儀測(cè)到在300 Mv/m的場(chǎng)強(qiáng)中最大極化值可以達(dá)到11.21μC/cm2,剩余極化值可以達(dá)到7.22μC/cm2,矯頑電場(chǎng)可以下降到56 Mv/m,通過(guò)介電測(cè)量系統(tǒng)測(cè)到介電常數(shù)在100 Hz下為12.5,通過(guò)d33準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量?jī)x測(cè)到d33可以達(dá)到25pC/N。2.通過(guò)對(duì)VDF與TrFE為80:20的組分分析的結(jié)論,對(duì)氫化制備的P(VDF-TrFE)(65/35mol%)流延涂覆的薄膜進(jìn)行相同的處理方法并進(jìn)行分析,其結(jié)晶度電性能等都明顯低于P(VDF-TrFE)(80/20 mol%),d33為13 pC/N。3.提出了一種氟聚合物材料PVF在壓電方面的應(yīng)用。PVF因?yàn)槊總�(gè)單元都是單氟的結(jié)構(gòu),故壓電性能要低于P(VDF-TrFE)材料,在300 Mv/m的電場(chǎng)下,剩余極化為5μC/cm2,最大極化值為10μC/cm2,d33為11 pC/N,但是該聚合物結(jié)晶度很高,經(jīng)過(guò)退火處理之后,其居里轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)168℃,幾乎高于所有有報(bào)道的鐵電高分子聚合物,矯頑電場(chǎng)達(dá)到120 Mv/m,其優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性必將吸引該材料在高溫鐵電高分子材料領(lǐng)域的應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631.23

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 梁爽;鄭茂梅;孫平;汪忠興;朱基亮;;聚偏氟乙烯結(jié)晶結(jié)構(gòu)及其β相制備方法的研究[J];壓電與聲光;2013年05期

2 李文靜;李俊杰;張志成;;聚偏氟乙烯基含氟聚合物介電和儲(chǔ)能研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2011年12期

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本文編號(hào)：1158236