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本文综合运用红外光谱分析、X射线衍射、示差扫描量热分析、介电性能分析等测试手段,研究经电子束辐照、辐照后再结晶、Ni/PVDF共混三种改性处理后的聚偏氟乙烯及其共聚薄膜内部分子链构型、化学键合方式、晶型晶态以及引入的缺陷等微观结构的变化;分析、确立微观结构和宏观物理性能间的内在联系和变化规律。解释对应于一定剂量辐照后产生的,具有高电滞伸缩性能的“类顺电相”结构的分子链构型、晶态晶型等微观结构;探讨再结晶处理能否为开发新的改性方法提供有价值的参考;解释Ni/PVDF复合材料介电常数提高的可能原因。为进一步研究聚偏氟乙烯电子辐照的改性机理、开发新的有价值的改性方法、并开拓其在电介质材料系统中的应用提供参考。
经研究认为,具有高电滞伸缩性能的“类顺电相”对应于一定剂量辐照下出现的TG构型分子链配置成δ晶型的结构,此时聚合物中含量最多的弱极性构型T3G链段配置的γ型晶区与新的TG链段配置的δ型晶区共同形成极性网络,并在外电场刺激下表现出协同效应,从而提高电致伸缩性能。再结晶完善极性晶区,破坏非极性晶区,推迟非极性相的出现,并且在某种程度上消除辐照带来的影响。Ni/ PVDF共混改性后,发现Ni粉对基体分子链构型几乎没有影响,但Ni粉少量时起成核剂作用,促进基体结晶,增多且细化晶粒,外电场作用下极性晶区的偶极子更易被大量极化,从而提高复合薄膜的极化率和介电常数。一定量的Ni粉含量时则产生渗流效应,使复合材料介电常数出现突变性增大。