聚偏氟乙烯β相形成的研究进展.pdf

118第42卷,第4期
工程塑料应用
2,No.4
2014年4月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Apr.2014
doi:10.3969∫issn.1001-3539.2014.04.026
聚偏氟乙烯β相形成的研究进展
麦忠海,徐玉亭,谢琪,梁成露,杨伟,谢邦互,杨鸣波
(四川大学高分子科学与工程学院,高分子材料工程国家重点实验室,成都610065
摘要:针对通常的熔融加工过程中聚偏氟乙烯(伊PVDF)结晶经常获得不具有压电性的α晶的情况,讨论了制备
富含具有良好压电性能β晶的PVDF制品的方法,从純PVDF,PVDF納米复合材料,PVDF共混物等方面综述了制
备β相PVDF的方法、影响B相含量因素及各种制备方法的利弊,并对其制备方法的趋势进行了展望。
关键词:聚偏氟乙媂;β相;影响因素
中图分类号:TQ325文献标识码:A文章编号:1001-3539(2014)04-0118-05
Research Advances in Formation of B Phase of PVDF
ai Zhonghai, Xu Yuting, Xie Qi, Liang Chenglu, Yang Wei, Xie Banghu, Yang Mingbo
(College of Polymer Science and Engineerin State Key Laboratory of Polymer Materials Engineering, Sichuan niversity, Chengdu 610065, China
Abstract: According to the conditions that during common melt processing the crystallization of PVDF generally results
in Q phase without any piezoelectricity, so the preparation methods of PVDF products with high content of B phase which has
good piezoelectricity were introduced. The ways to prepare S phase and the factors that influence the content of S phase from pure
PVDF, PVDF nanocomposites, PVDF blends and so on were ummarized, the methods to obtain PVDF products with high content
of B phase were prospected
Keywords: PVDF B phase; influencing factor
聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种多晶型的半结晶氟塑料,1本体中β相形成的影响因素
具有良好的热稳定性能、化学稳定性、电绝缘性、阻隔性和耐
PVDF本体在通常的熔融加工条件下只能获得α相。
候性,在化工、轻工、制药、冶金、造纸、环保、能源、建筑等领为了得到β相,研究发现通过溶液浇铸、机械拉伸、电场极
域有着广泛的应用。PVDF常见的晶体结构有a,β,y相化、离子型化合物诱导以及与其它物质共聚等方法,可获得
等其结构如图1所示。通常的熔融加工中PVDF制品常常PVDF的β相。
主要得到α相,其分子链构象为GTG'(T为反式,G和
1溶液浇铸
G'为左右式)螺旋结构,分子中总偶极矩为零,所以无极性。
将PVDF与对其溶解度较大的溶剂配成溶液,浇铸到
构型为T77GTG"的γ相则具有一定的压电性,而分子基体上,然后在一定的温度下挥发溶剂,可得到含有β晶的
链为77T全反式构象的β相,偶极平行排列,自发极化大, PVDE溥膜。这一过程中,溶剂的极性和挥发速率对薄膜的
具有很强的压电效应?,广泛用于各个领域的换能器件,然晶体结构有着显著影响。
而通常条件下很难获得β相,所以探索制备高含量的β相
W.Ong等将PVDF在二甲基甲酰胺(DMF)/丙酮
PVDP一直是PVDF领域的研究热点之一。
混合溶剂中结晶时,发现PVDF倾向于形成β相。进一步
氟原AA
研究发现,溶剂的挥发温度会影响薄膜的晶体结构,低挥发
氢原
碳原
碳原
速率更有利于形成全反式β相构型。R. Gregorio等在
碳原子
DMF,M-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),6-甲基礫酰胺(HMPA)
等3种溶剂中通过溶液浇铸法制备了PVDF薄膜,发现可以
a-α相;b-y相;c-B相
通过控制溶剂的挥发速率,得到特定的PVDF晶相。低的挥
图1 PVDF Q相、γ相和β相的结晶结构平面示意图
*中央高校基本科研业务费专项资金项目(20119C004A03)
笔者从PVDF本体、PVDF纳米复合材料、PVDF共混
联系人:杨伟,教授,主要研究方向为聚合物成型加工及聚合物
物等几个方面介绍了β相PVDF的制备方法及其制备过程共混复合新材料
中影响β相形成的各种影响因素。
收稿日期:201401-22