聚偏氟乙烯/碳纳米管热电材料的制备及其性能研究

发布时间：2021-08-07 10:48

　　聚偏氟乙烯（PVDF）是一种可结晶的聚合物,具有机械强度高、耐磨损、耐腐蚀、高介电常数及良好的可加工性能。同时,聚偏氟乙烯塞贝克（Seebeck）系数比较高,绝热性能好,在热电材料领域有广阔的应用前景。但聚偏氟乙烯的电导率低,抑制了它的应用。本文为增强聚偏氟乙烯的热电性能,开展了如下工作:（1）通过在PVDF中加入不同量的多壁碳纳米管（MWCNT）制备了不同MWCNT含量的PVDF/MWCNT热电薄膜。研究了其形貌结构、导电导热性能、塞贝克系数、功率因子及热电优值。实验结果表明,MWCNT经酸化后与PVDF基体有良好的界面相容性,能在PVDF基体中均匀分散;同时MWCNT的加入增强了PVDF的电导率、功率因子以及热电优值。当MWCNT的填充量达到35wt.%时,其电导率达到了0.149S/cm,热电优值达到了2.37×10-4,相较于MWCNT填充量为1wt.%的样品提高了两个数量级。（2）为了在碳纳米管低填充量的情况下,进一步增强PVDF复合材料的热电性能,在PVDF/MWCNT中添加少量Ag粒子。测试结果表明,加入少量Ag粒子之后,复合薄膜的电导率得到增强,其功率因子和热电优值得到... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电的基本原理
        1.2.1 热电材料发展历史
        1.2.2 热电材料的原理
        1.2.3 现阶段热电材料存在的问题
    1.3 纳米材料热电性能
        1.3.1 无机纳米材料热电性能
        1.3.2 碳基纳米材料的热电性能
    1.4 有机导电高分子热电性能
        1.4.1 聚苯胺热电材料
        1.4.2 PEDOT热电材料
        1.4.3 咔唑基共轭聚合物热电材料
    1.5 聚偏氟乙烯的相关研究
    1.6 本论文研究背景及选题意义
第2章 聚偏氟乙烯/碳纳米管复合薄膜的制备及热电性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂及仪器
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 样品的测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PVDF/MWCNT复合材料的形貌和微结构分析
        2.3.2 PVDF/MWCNT复合材料的导电性
        2.3.3 PVDF/MWCNT复合材料的塞贝克系数
        2.3.4 PVDF/MWCNT复合材料的导热性
        2.3.5 PVDF/MWCNT复合材料的功率因子及热电优值
    2.4 本章小结
第3章 PVDF/CNT/Ag薄膜的制备及热电性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂及仪器
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 PVDF/MWCNT/Ag复合材料的形貌和微结构分析
        3.3.2 PVDF/MWCNT/Ag复合材料的导电性能
        3.3.4 PVDF/MWCNT/Ag复合材料的塞贝克（Seebeck）系数
        3.3.5 PVDF/MWCNT/Ag 复合材料的导热性能
        3.3.6 PVDF/MWCNT/Ag复合材料的功率因子及热电优值
    3.6 本章小结
第4章 静电纺丝法制备PVDF/MWCNT/Ag纳米纤维薄膜及其热电性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂及仪器
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 样品的测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PVDF/MWCNT/Ag纤维薄膜的形貌和微结构分析
        4.3.2 PVDF/MWCNT/Ag纤维薄膜的塞贝克系数
        4.3.3 PVDF/MWCNT/Ag纤维薄膜的导热性能
    4.6 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士期间已发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯/碳纳米管纳米复合材料的制备和表征[J]. 张宇洁,赵竹第,于文学.  高分子材料科学与工程. 2010(06)
[2]碳纳米管材料导热性能的实验研究[J]. 祝春华,王端阳.  广东化工. 2007(08)
[3]Synthesis and Thermoelectric Properties of Polyaniline[J]. 刘军.  Journal of Wuhan University of Technology-Materials Science. 2003(03)



本文编号：3327659