壓電和熱釋電材料是指由于靜壓力的變化，或溫度的改變產(chǎn)生相應(yīng)感應(yīng)電荷的變化的材料。壓電材料的主要功能是能夠?qū)C(jī)械能與電能相互轉(zhuǎn)化。目前研究的壓電材料大多是膜或塊狀壓電材料，如聚偏氟乙烯壓電膜或壓電陶瓷塊。對于纖維狀柔性壓電材料的研究幾乎未見報(bào)道，而壓電纖維作為一種特殊的壓電材料形式應(yīng)用越來越廣泛。聚偏氟乙烯（PVDF）作為一種壓電材料，具有很強(qiáng)的壓電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)，也是目前在壓電高分子材料中研究的較為系統(tǒng)、應(yīng)用最廣泛的高聚物。與目前常用的無機(jī)物壓電材料相比（如石英、壓電陶瓷類）它還有聲阻抗小、頻率響應(yīng)寬、介電常數(shù)小、耐沖擊性強(qiáng)、便于加工成任意形狀等優(yōu)點(diǎn)。 本論文主要研究了利用熔融法紡制PVDF纖維，并對纖維進(jìn)行了極化，目的是探索提高PVDF可紡性的途徑，確定最佳原料型號和工藝參數(shù)，制備出以PVDF為基本原料的纖維，將纖維進(jìn)行極化，探索極化條件對PVDF纖維微觀結(jié)構(gòu)的影響。 本論文采用聚偏氟乙烯為主要原料，利用熔融紡絲法對PVDF進(jìn)行紡絲研究，并添加了另一種壓電高聚物尼龍11（PA11）共混紡絲，并對其共混纖維性能進(jìn)行了研究。PVDF是半結(jié)晶性高聚物，分子鏈呈線型而且有一定的... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 壓電材料的發(fā)展概況
        1.1.1 駐極體的發(fā)現(xiàn)及駐極體的壓電效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)
        1.1.2 壓電與熱釋電高聚物的發(fā)展簡史
        1.1.3 PVDF的壓電和熱釋電性能
        1.1.4 壓電高聚物PVDF的應(yīng)用
            1.1.4.1 PVDF在電聲換能器方面的應(yīng)用
            1.1.4.2 PVDF壓電膜在醫(yī)療儀器中的應(yīng)用
            1.1.4.3 PVDF在智能材料中的應(yīng)用
        1.1.5 壓電高聚物的發(fā)展趨勢
    1.2 壓電纖維的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 壓電纖維復(fù)合材料
        1.2.2 對PVDF纖維的紡絲研究
        1.2.3 對壓電纖維極化工藝的研究
    1.3 本課題研究的內(nèi)容和意義
第二章 PVDF膜和纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究
    2.1 前言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料、試劑與儀器
        2.2.2 PVDF膜和纖維的制備
            2.2.2.1 純PVDF膜的制備
            2.2.2.2 PVDF＼BaTiO_3復(fù)合膜的制備
            2.2.2.3 純PVDF纖維的制備
        2.2.3 PVDF膜與纖維的后處理
    2.3 PVDF膜和纖維的性能測試
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 差示掃描量熱法
        2.3.3 廣角X射線衍射測試
        2.3.4 紅外光譜測試
        2.3.5 纖維纖度的測定
        2.3.6 斷裂伸長與斷裂強(qiáng)度的測定
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 PVDF的可紡性
            2.4.1.1 原料的選擇
            2.4.1.2 可紡性討論
        2.4.2 陶瓷粉的加入及淬火處理對PVDF結(jié)晶形態(tài)的影響
        2.4.3 PVDF的晶相研究
            2.4.3.1 廣角X射線衍射分析
            2.4.3.2 差熱分析
            2.4.3.3 紅外光譜分析
    2.5 結(jié)論
第三章 PVDF／PA11共混纖維的結(jié)構(gòu)性能研究
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 材料與儀器的選用
        3.2.2 PVDF／PA11共混纖維的制備
            3.2.2.1 FR901型PVDF與PA11共混纖維的制備
            3.2.2.2 FR902型PVDF與PA11共混纖維的制備
        3.2.3 純PA11纖維的制備
        3.2.4 纖維的后處理
        3.2.5 PVDF／PA11共混纖維的結(jié)構(gòu)性能測試
            3.2.5.1 差示掃描量熱法
            3.2.5.2 廣角X光衍射測試
            3.2.5.3 紅外光譜測試
            3.2.5.4 掃描電子顯微鏡
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 共混比對紡絲性能的影響
        3.3.2 共混比對纖維強(qiáng)度的影響
        3.3.3 共混纖維的結(jié)晶形態(tài)研究
            3.3.3.1 差熱分析
            3.3.3.2 廣角X射線衍射分析
            3.3.3.3 PVDF／PA11共混纖維的紅外光譜分析
            3.3.3.4 PVDF／PA11共混比對纖維橫截面形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
    3.4 結(jié)論
第四章 PVDF膜和纖維的極化研究
    4.1 前言
    4.2 極化方法的選擇
        4.2.1 熱極化法
        4.2.2 電暈極化法
        4.2.3 非穿透性單能電子束輻照極化法
        4.2.4 液體接觸極化法
    4.3 極化裝置的設(shè)計(jì)
    4.4 實(shí)驗(yàn)部分
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)儀器
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)材料
        4.4.3 PVDF纖維與膜的極化
            4.4.3.1 空氣中熱極化
            4.4.3.2 硅油中熱極化
            4.4.3.3 電暈極化
        4.4.4 PVDF壓電纖維的極化效果的測試
            4.4.4.1 靜電效果測試
            4.4.4.2 掃描電子顯微鏡
            4.4.4.3 紅外光譜測試
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 靜電測試結(jié)果分析
        4.5.2 靜電場作用對PVDF纖維和膜結(jié)構(gòu)性能的影響
            4.5.2.1 掃描電子顯微鏡分析
            4.5.2.2 紅外光譜分析
    4.6 結(jié)論
    4.7 前景與展望
        4.7.1 PVDF極化方面
            4.7.1.1 中空纖維極化
            4.7.1.2 紡絲過程中加電場極化
        4.7.2 復(fù)合壓電纖維
第五章 研究結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
    5.1 研究結(jié)論
        5.1.1 關(guān)于可紡性的結(jié)論
        5.1.2 有關(guān)晶體結(jié)構(gòu)的結(jié)論
        5.1.3 極化結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄: 發(fā)表文章


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]PVDF壓電薄膜的結(jié)構(gòu)、機(jī)理與應(yīng)用[J]. 周洋,萬建國,陶寶祺.  材料導(dǎo)報(bào). 1996(05)
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本文編號：3188085