具有壓電性和熱釋電性的PVDF纖維的研究.pdf

1、該論文主要研究了利用熔融法紡制PVDF纖維,并對(duì)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(hào)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(duì)PVDF纖維微觀結(jié)構(gòu)的影響.該論文采用聚偏氟乙烯為主要原料,利用熔融紡絲法對(duì)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(duì)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柔順性,其成纖性

2、在理論上是可行的,但因溫度對(duì)其剪切速率的影響不大,所以溫度的改變并不能提高它的可紡性.PVDF可紡性較差,而PA11是一種良好的成纖高聚物.二者均為較好的壓電材料,從PVDF/PA11共混纖維的可紡性和壓電性兩方面討論,50wt/50wt的PVDF/PA11纖維性能最好.由于PVDF的壓電性與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān),于是利用紅外光譜、差熱分析、廣角X光衍射和掃描電鏡等測試手段對(duì)純PVDF纖維以及PVDF/PA11共混纖維的結(jié)構(gòu)性能及晶型轉(zhuǎn)變進(jìn)行了

3、深入的研究.發(fā)現(xiàn)PVDF熔紡纖維與普通的PVDF原生膜不同,PVDF原生膜只含有α相,而PVDF熔紡纖維中既含有α相結(jié)晶又含有β相結(jié)晶,這是由于在紡絲過程中噴絲頭拉伸和卷繞過程中的拉伸造成的.拉伸有利于PVDF纖維的α相結(jié)晶向β相結(jié)晶轉(zhuǎn)變,且拉伸倍數(shù)越高β相含量越高;較低溫度區(qū)域內(nèi)(>100℃),溫度提高有利于α相結(jié)晶向β相轉(zhuǎn)變,較高溫度區(qū)域內(nèi)(>100℃),溫度提高對(duì)α相向β相轉(zhuǎn)變作用不大.共混纖維拉伸比率的提高,有利于PVDF中β相

4、的生成,且β相的含量隨拉伸倍數(shù)的提高而增加.但拉伸對(duì)共混纖維中PA11的晶型轉(zhuǎn)變影響較小而淬火卻有利于PA11的晶型轉(zhuǎn)變,但對(duì)其中的PVDF晶型轉(zhuǎn)變影響不大.該課題還進(jìn)行了PVDF纖維與膜的極化研究,自行設(shè)計(jì)了極化裝置,并對(duì)極化前后纖維利用靜電測量、紅外光譜和掃描電鏡等方法進(jìn)行對(duì)比研究,揭示了PVDF在電場作用下微觀結(jié)構(gòu)的變化情況.發(fā)現(xiàn)PVDF纖維在電場作用下微觀結(jié)構(gòu)變化較大,極化后微晶取向發(fā)生較大變化,極化以后微晶變化為沿電場方向取向