拉伸法制备β型聚偏二氟乙烯薄膜工艺研究

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1、第28卷第12期机械工程材料Vol.28No.122004年12月MaterialsforMechanicalEngineeringDec.2004拉伸法制备!型聚偏二氟乙烯薄膜工艺研究戚晓芳，余琨（东南大学材料科学与工程系，江苏南京210096）摘要：研究了拉伸法制备!型聚偏二氟乙烯薄膜的工艺以及在不同工艺条件下聚偏二氟乙烯薄膜的组织结构情况。结果表明：溶液淬水初始膜有较高的结晶度、良好的拉伸和电击穿性能。拉伸促使初始膜中的球晶"相向片晶!相转变，降低拉伸温度，增大拉伸比，有利于相变。"、!转变完全后进一步拉伸可促使

2、部分非晶相向!相转变。拉伸及退火均使薄膜电击穿强度有明显提高。关键词：聚偏二氟乙烯；压电性；相变中图分类号：0482.41文献标识码：A文章编号：1000-3738（2004）12-0004-03TheProcessingof!PolyvinylideneFluorideFilmsbyStretchingMethodOIXiao-fang，YUKun（SoutheastUniversity，Nanjing210096，China）Abstract：Theprocessingof!PVDFfilmsbystretchin

3、gandtheirmicrostructurechangesandtheelectricalbreakdownstrengthwerestudied.Theresultsshowthatoriginalsolventfilmsbyguenchinginwaterhavehighercrystallinity，stretchingandelectricalbreakdownproperties.Stretchingmakes"spheruliticcrystallitesbetransformedinto!lamella

4、crystallites.Lowtemperatureandhighstretchingratiocontributetoincreasingthecontentofthetransition.After"crystallitesarewhollytransformed，highertemperatureandstretchingratiocaninducesomenoncrystallitestobetransformedinto!crystallites.Theelectricalbreakdownstrength

5、ofPVDFfilmsincreasesatalargescaleafterstretchingandannealing.Keywords：polyvinylidenefluoride；piezoelectricity；phasetransformation作者简介：戚晓芳（1972-），女，江苏东台人，讲师。1引言2.1试样制备选用四川晨光化工研究院生产的PVDF原料，聚偏二氟乙烯（PVDF）及其共聚物是目前压3分子量为（10~100）X10，熔融指数1.5~2.5，经电、热电性能最好的有机材料，在大面积机电换能、手

6、工研磨烘干后，采用溶液和熔融两种方法制备初列阵传感、水下和人体信号监测、微型电声转换及红始膜。溶液法：将PVDF粉末溶于二甲基乙酰胺中，［1］外摄像等领域有独特优势。研究表明，熔融法或配制成质量分数为25%的溶液，流涎于平板上，在溶液法生成的PVDF初始膜在一定条件下进行拉140C干燥40min后，进行炉冷、空冷、水冷、淬液氮。伸，发生非极性"晶型向极性!晶型的转变，!型熔融法：将PVDF粉末在压机上加压至5.07MPa，180C保温30min，进行炉冷、水冷（考虑到熔融法制PVDF经强电场极化后呈强压电性，其压电、热

7、电系［1］备的初始膜柔韧性差、不易拉伸，故对熔融法PVDF数与!相含量呈正比。因此，研究!型PVDF的膜仅进行了部分重要的试验）。选用溶液水冷膜和制备工艺具有十分重要的意义。作者着重研究了拉和熔融水冷膜在DL-1000B型电子拉力试验机上，伸法制备!型PVDF初始膜的成型工艺及拉伸工以10mm/min的拉伸速率，在25~110C下进行!=艺，观测了在不同工艺条件下的PVDF薄膜的微组2~6倍的单向拉伸。随后的退火工艺为120CX织结构及电击穿性能等。2h。2.2试验方法2试样制备与试验方法在Neophot-#型光学显微

8、镜下观察初始膜的球晶形貌，在AMRAY-1000B扫描电镜下观察拉伸收稿日期：2003-11-28；修订日期：2004-03-03试样的表面形态。在日本理学D/max-3cX射线衍·4·戚晓芳，等：拉伸法制备#型聚偏二氟乙烯薄膜工艺研究射仪上对上述试样进行X射线衍射测定，测定条件：CuK靶，石墨单色器，管压40kV，管流40mA，