拉伸处理对碳纳米纤维/聚偏氟乙烯复合材料结晶行为和AC导电性能的影响

发布时间：2024-03-02 09:43

　　采用溶液浇铸法制备1%(质量分数,下同)～5%的碳纳米纤维/聚偏氟乙烯(CNF/PVDF)复合材料,并对CNF/PVDF复合材料进行拉伸处理。研究拉伸处理对复合材料的结晶行为以及AC导电率的影响。结果表明:拉伸处理对PVDF的结晶结构有显著影响,使PVDF的α晶型有效地转变为β晶型,同时也会降低PVDF的结晶度。另一方面,拉伸处理会改变CNF在PVDF基体中的分布状态,降低复合材料的AC导电率,使其逾渗阈值由1%提高至3%～5%之间。

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【部分图文】：

图1拉伸前CNF在PVDF基体中的分散状态

纳米填料在聚合物基体中的分散状态是影响纳米复合材料性能的重要因素,因此,如要研究纳米复合材料结构与性能的关系,首先要保证纳米填料在聚合物基体中分散均匀。CNF具有高长径比、大比表面积,且各纤维之间存在强范德华力,使其易于彼此缠结团聚,难以在聚合物基体中得到均匀分散。图1为拉伸前C....

图2拉伸后CNF在PVDF基体中的分散状态

图1拉伸前CNF在PVDF基体中的分散状态从图1可以看出,在超声分散及磁力搅拌的双重作用下,足以打破CNF的团聚作用,在1%～5%含量范围内,CNF均匀分散于PVDF基体中,且CNF的分布朝向为各向异性。图2为拉伸后CNF/PVDF复合材料的横断面(SEM)照片,拉伸后试样记为....

图3拉伸前后CNF/PVDF复合材料的POM照片

图3为拉伸处理前后PVDF及CNF/PVDF复合材料横断面的偏光显微镜(POM)照片。在拉伸处理前,PVDF表现为球晶结构,且引入CNF后PVDF晶粒尺寸减小。这是因为CNF的异相成核作用导致PVDF晶粒尺寸减小[8]。在拉伸处理后,PVDF的球晶结构转变为微纤维状晶体结构,这样....

图4拉伸前后CNF/PVDF复合材料的XRD衍射图

PVDF及其复合材料在拉伸处理前后的晶体结构采用X射线衍射(XRD)进行表征,如图4所示。在拉伸处理前,PVDF及其复合材料均在2θ=18.7°,20.0°,26.4°处出现特征吸收峰,分别代表α晶型的(020),(110)和(021)晶面衍射[9-10]。可以看到,所有....

本文编号：3916685