聚偏氟乙烯（PVDF）取向膜的熔融重结晶行为研究
发布时间：2021-11-28 21:34
本工作通过透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）对取向聚偏氟乙烯（PVDF）薄膜的熔融重结晶行为进行研究,并以取向PVDF薄膜为原料,制备了具有良好铁电性能的金属-铁电器件-金属（MFM）型铁电电容器,并对其性能进行表征。熔融重结晶过程中,蒸镀碳膜的取向PVDF薄膜表现出良好的取向,相对的是没有碳膜存在的取向PVDF薄膜在熔融重结晶后的无规结构。这主要是由于碳膜的存在固定了 PVDF薄膜表面的分子链,在熔融过程中阻止了表层取向的松弛。在160 ℃等温结晶过程中,被碳层固定的样品形成edge-on结构的α晶而没有碳层固定的样品形成了flat-on结构的γ晶。而以flat-on γ晶为原料时熔融重结晶后又会继续形成flat-on的片晶。利用碳层固定分子链取向的特点,以edge-on结构的取向薄膜为原料,首次制备了具有edge-on结构的高度取向γ晶PVDF超薄膜。该过程是高温下熔体结晶与碳膜取向固定共同作用的结果。通过调节熔体拉伸时的拉伸温度和拉伸速率,制备了具有较高β晶含量的取向薄膜。薄膜内β晶呈edge-on取向,c轴于平面内生长,并且其方向平行于薄膜的拉伸方向,a轴...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图I-1原位观察PVDF球晶的拉伸过程l21Figure1-1InsituobservationofPVDFspherulites}stretcha}gcondition}l
＃?－ｉｆｌｌ??２?ｐｍ??图１－３熔融后在１６５?°Ｃ重结晶的ｙ晶ＰＶＤＦ薄膜透射电子显微镜电子衍射图［Ｍ１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｆｏｒ?ＰＶＤＦ?ｆｉｌｍｓ?ｍｅｈ?ａｎｄ?ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ?ｉｎ?１６５?°Ｃ［Ｍ｜??Ｐ晶型为平面全反式锯齿形正交晶型，晶胞参数ａ＝８．５８Ａ，ｂ＝４．９１?Ａ，ｃ＝２．５６??Ａ，构象为ＴＴＴｌ９】。对于ｐ晶而言，因其具备负压电性，当施加的电场平行于分??子链时，它的高度会受到压缩，晶格常数减小［１（３］。??Ｙ晶型为单斜晶型。其构象为ＴＴＴＧＴＴＴＧ’。目前己经报道的Ｙ晶有两种。??一种是直接从熔体中生长，在高温时长时间等温结晶获得的。其晶体生长速率较??ａ和Ｐ晶极为缓慢。晶胞参数ａ＝４．９６?Ａ，ｂ＝９．６７?Ａ，ｃ＝９．２人，爲＝９３°?［１１，１２】。另??一种Ｙ晶（通常被称为Ｙ’）多为由ａ晶通过高温条件下固－固相转化获得，其转??化速率也极为缓慢。长久以来这种Ｙ晶的单晶被认为与Ｐ晶只有很小的区别。其??晶胞参数?ａ＝８．６６Ａ，ｂ＝４．９３Ａ，ｃ＝２．５８Ａ，０＝９７°?［１３’１４］。??５??
??图１－４?ＰＶＤＦ在１６８?°Ｃ等温结晶２４ｈ的显微照片，照片中环状球晶位于球晶中间而非环状球??晶位于周围部分［１５１。??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆＰＶＤＦ?ｓａｍｐｌｅ?ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ?ｉｎ?１６８?°Ｃ?ｆｏｒ２４ｈ．?Ｔｈｅ?ｒｉｎｇｅｄ?ｓｐｈｅｒｕｌｉｔｅｓ?ｉｎ??ｔｈｅ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｉｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｅｒ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｐｈｅｒｕｌｉｔｅ?ｗｈｉｌｅ?ｔｈｅ?ｎｏｎ?ｒｉｎｇｅｄ?ｓｐｈｅｒｕｌｉｔｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｂｏｒｄｅｒ１１５＾??Ｇｒｅｇｏｒｉｏ等［１５］将ＰＶＤＦ在１５５?°Ｃ以上熔融重结晶得到两种球晶：环状和非??环状球晶。其中环状球晶主要是由熔体中直接结晶出的ａ晶组成，随着结晶时间??的增加会发生ａ晶向Ｙ晶的转化，转化速率与温度成正相关。非环状球晶主要是??由从熔体中直接结晶的Ｙ晶以及少量包含在内的ａ晶组成。由相转化形成的Ｙ晶??熔点比从熔体中直接结晶而出的Ｙ晶熔点高约８?°Ｃ。在１６８?°Ｃ结晶的一些样品??会在中心形成环状球晶而在周围形成非环状球晶，这可能是因为相转过程的速率??高于结晶过程。Ｐｒｅｓｔ等［１６］通过ａ晶晶型转变获得丫晶比原ａ晶熔点高出１５－２０?°Ｃ，??并且其晶型转变受表面活性影响。Ｌｏｖｉｎｇｅｒ等通过熔融重结晶从熔体中获得Ｙ??晶。经过研宄发现，在最初生长过程中ｂ轴为其主要生长方向，结构中ｆｌａｔ－ｏｎ??片晶为主，随着结晶过程的进行，晶体逐渐完善最终形成球晶结构［｜７］。??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯膜的应用研究进展[J]. 程文才,张庆印. 化工新型材料. 2018(03)
[2]聚合物受限结晶研究进展[J]. 孟春凤,刘雅淑. 广东化工. 2014(19)
本文编号：3525184
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图I-1原位观察PVDF球晶的拉伸过程l21Figure1-1InsituobservationofPVDFspherulites}stretcha}gcondition}l
＃?－ｉｆｌｌ??２?ｐｍ??图１－３熔融后在１６５?°Ｃ重结晶的ｙ晶ＰＶＤＦ薄膜透射电子显微镜电子衍射图［Ｍ１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｅｌｅｃｔｒｏｎ?ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｆｏｒ?ＰＶＤＦ?ｆｉｌｍｓ?ｍｅｈ?ａｎｄ?ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｄ?ｉｎ?１６５?°Ｃ［Ｍ｜??Ｐ晶型为平面全反式锯齿形正交晶型，晶胞参数ａ＝８．５８Ａ，ｂ＝４．９１?Ａ，ｃ＝２．５６??Ａ，构象为ＴＴＴｌ９】。对于ｐ晶而言，因其具备负压电性，当施加的电场平行于分??子链时，它的高度会受到压缩，晶格常数减小［１（３］。??Ｙ晶型为单斜晶型。其构象为ＴＴＴＧＴＴＴＧ’。目前己经报道的Ｙ晶有两种。??一种是直接从熔体中生长，在高温时长时间等温结晶获得的。其晶体生长速率较??ａ和Ｐ晶极为缓慢。晶胞参数ａ＝４．９６?Ａ，ｂ＝９．６７?Ａ，ｃ＝９．２人，爲＝９３°?［１１，１２】。另??一种Ｙ晶（通常被称为Ｙ’）多为由ａ晶通过高温条件下固－固相转化获得，其转??化速率也极为缓慢。长久以来这种Ｙ晶的单晶被认为与Ｐ晶只有很小的区别。其??晶胞参数?ａ＝８．６６Ａ，ｂ＝４．９３Ａ，ｃ＝２．５８Ａ，０＝９７°?［１３’１４］。??５??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]聚偏氟乙烯膜的应用研究进展[J]. 程文才,张庆印. 化工新型材料. 2018(03)
[2]聚合物受限结晶研究进展[J]. 孟春凤,刘雅淑. 广东化工. 2014(19)
本文编号：3525184
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