全氟磺酸离聚物/聚偏氟乙烯/石墨烯量子点三元自驱动复合材料的高压加工研究

发布时间：2021-07-23 00:28

　　自1969年发现聚偏氟乙烯（PVDF）具有压电性以来,其在电子元件器的应用已经引起了众多科学家的关注。PVDF具有5种晶型,其压电性能主要与极性的β晶型有关。在得到β晶型PVDF的诸多方法中,通过高压高温结晶得到的β相PVDF,其晶体结晶程度较完善,缺陷较少,且结晶度高,因此具有良好的压电性能。因此,研究在高压下PVDF的结晶行为具有特别重要的意义。压电材料可以实现机械能与电能的相互转换,目前已被广泛应用于传感器、换能器和医学等领域。高分子压电材料具有机械柔韧性好、原材料成本低、制备过程简单和器件电绝缘性能好等优势,但其相对较低的介电系数和压电系数限制了其应用。另外,一些传统高分子压电材料如多孔聚丙烯等加工过程复杂,且需经高电压极化方可具备应用价值。高电压极化过程会带来一系列的问题,如过多能源消耗,不安全,以及样品的击穿报废等。因而,必需开发出性能更优异的高分子压电材料以拓展其应用领域。本论文利用溶液成膜法制备了分散均匀的聚偏氟乙烯/全氟磺酸离聚物（PVDF/Nafion）和聚偏氟乙烯/全氟磺酸离聚物/石墨烯量子点（PVDF/Nafion/GQDs）复合材料,并改变制备实验条件,通过D... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 聚偏氟乙烯(PVDF)
        1.1.1 聚偏氟乙烯简介
        1.1.2 聚偏氟乙烯的晶型
        1.1.3 β晶型PVDF的制备
    1.2 全氟磺酸离聚物
    1.3 石墨烯量子点(GQDs)
    1.4 聚合物高压研究现状
    1.5 聚合物压电材料
        1.5.1 体型压电聚合物
        1.5.2 高分子压电复合材料
        1.5.3 压电驻极体
    1.6 本论文的研究目的和内容
第2章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸离聚物复合材料的高压结晶行为研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验设备
        2.2.3 PVDF/Nafion复合材料的制备
        2.2.4 高压结晶实验方案
        2.2.5 PVDF/Nafion复合材料的高压试样的制备
        2.2.6 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PVDF原料的表征结果
        2.3.2 PVDF/Nafion复合材料高压结晶温度组结果表征
        2.3.3 PVDF/Nafion复合材料高压结晶压力组结果表征
        2.3.4 PVDF/Nafion复合材料高压结晶时间组结果分析
        2.3.5 PVDF/Nafion复合材料高压结晶质量分数组结果分析
    2.4 本章小结
第3章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸离聚物复合材料的压电性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验设备
        3.2.3 实验方案
        3.2.4 实验样品制备
        3.2.5 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PVDF/Nafion复合材料DSC、WAXD、ATR-FTIR和SEM分析
        3.3.2 PNDPG压电性能分析
    3.4 本章小结
第4章 聚偏氟乙烯/全氟磺酸离聚物/石墨烯量子点三元复合材料高压结晶行为和压电性能的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验设备
        4.2.3 实验方案
        4.2.4 实验样品制备
        4.2.5 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PVDF/Nafion/GQDs三元复合材料TEM表征结果分析
        4.3.2 PVDF/Nafion/GQDs三元复合材料高压结晶温度组表征结果
        4.3.3 PVDF/Nafion/GQDs三元复合材料高压结晶压力组表征结果
        4.3.4 PVDF/Nafion/GQDs三元复合材料高压结晶时间组表征结果
        4.3.5 PVDF/Nafion复合材料高压结晶质量分数组结果分析
        4.3.6 PVDF/Nafion/GQDs复合材料的压电性能研究
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
硕士期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝技术在低温燃料电池中的应用[J]. 张潇,何大平,木士春.  化学通报. 2014(06)
[2]聚偏氟乙烯结晶结构及其β相制备方法的研究[J]. 梁爽,郑茂梅,孙平,汪忠兴,朱基亮.  压电与声光. 2013(05)
[3]电场极化与振荡剪切对聚偏氟乙烯β相形成的影响[J]. 谢琪,蒋文柔,包睿莹,刘正英,杨伟,谢邦互,杨鸣波.  高分子材料科学与工程. 2013(04)
[4]辐照交联聚丙烯压电功能膜的机电性能[J]. 张欣梧,娄可行,王家兴,张露娇,张冶文,张晓青.  功能材料. 2011(11)
[5]质子交换膜水电解技术研究现状[J]. 林才顺.  湿法冶金. 2010(02)
[6]聚偏氟乙烯的晶体结构及应用[J]. 张军英,李新开,王清海,冀克俭,王树伦.  工程塑料应用. 2008(12)
[7]氟聚合物压电驻极体的压电性及其电荷的动态行为[J]. 张晓青,黄金峰,王飞鹏,夏钟福.  物理学报. 2008(03)
[8]聚偏氟乙烯树脂的应用和聚合进展[J]. 吴君毅.  有机氟工业. 2008(01)
[9]全氟磺酸树脂/PVDF共混膜的研究[J]. 罗杰,李培金,薛庆云.  化工新型材料. 2007(07)
[10]拉伸工艺对PVDF薄膜形貌与结构的影响[J]. 刘栋,姜胜林,仝金雨,金学淼.  电子元件与材料. 2007(03)

硕士论文
[1]全钒氧化还原液流电池关键材料的研究[D]. 代威.兰州理工大学 2014



本文编号：3298212