【摘要】：高性能壓電和鐵電聚合物涂層在無損檢測(cè)、結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)和振動(dòng)控制等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。如何對(duì)PVDF薄膜的β-晶進(jìn)行調(diào)控,使其獲得高的壓電性和鐵電性在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。本文主要研究了不同涂布方法、濃度、溶劑及共混對(duì)PVDF薄膜結(jié)晶結(jié)構(gòu)、取向、形貌和壓電性能等的影響,以及單個(gè)液滴沉積圖案的影響因素和薄膜形成過程。利用紅外光譜、同步輻射二維掠入射廣角X-射線散射、原子力顯微鏡和壓電力顯微鏡對(duì)PVDF薄膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、結(jié)晶取向和結(jié)晶形態(tài)進(jìn)行了探究,利用拉伸機(jī)、紫外-可見分光光度計(jì)、光學(xué)接觸角和表面張力儀對(duì)其機(jī)械性能、透明性和接觸角進(jìn)行表征。研究結(jié)果表明,1)超聲噴涂法制備的PVDF薄膜具有相對(duì)較高含量的鐵電相,且結(jié)晶尺寸較小,機(jī)械性能和透明性較好,接觸角較小。2)與DMF、DMAc和NMP溶劑相比,DMSO溶劑的PVDF薄膜的β-晶含量最高,壓電性能最高。3)DMSO溶劑中加入少量乙醇有利于提高PVDF薄膜的β-晶相對(duì)含量,混合溶劑DMSO/乙醇比例為8/2時(shí)最佳。4)一定濃度范圍內(nèi)(8~20 mg/ml),PVDF薄膜的β-晶相對(duì)含量隨著濃度的增加先增加后減少,在12 mg/ml的濃度下得到較高含量β-晶。5)少量的PU(0-3%)與PVDF共混在一定程度上也有利于提高PVDF薄膜的β-晶相對(duì)含量,PU起β-晶成核劑作用,使成核數(shù)目增加且晶體尺寸變小。6)溶劑蒸發(fā)速度越快,單個(gè)液滴的咖啡環(huán)現(xiàn)象越不明顯;液滴蒸發(fā)誘導(dǎo)的PVDF晶體主要分布在咖啡環(huán)的邊緣區(qū)域,而且液滴內(nèi)部區(qū)域比邊緣區(qū)域含有更多的α-晶。7)相較于微液滴,毫米級(jí)液滴干燥后的內(nèi)部區(qū)域形成微米級(jí)鼓包狀球晶,且含有更多樹枝狀的α晶體結(jié)構(gòu)。8)超聲噴涂成膜的過程中,液滴沉積形成的薄膜的結(jié)晶大小和粗糙度依賴于溶劑的蒸發(fā)速度以及噴嘴和基板之間的距離。隨著噴嘴與基板之間距離增加,咖啡環(huán)結(jié)構(gòu)越來越明顯,薄膜的粗糙度增加,結(jié)晶尺寸逐漸減小。
【學(xué)位授予單位】：北京石油化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB383.2;TQ325.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2591032