聚偏氟乙烯单链单晶的研究

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聚偏氟乙烯的晶体结构

聚偏氟乙烯的晶体结构顾明浩1,张　军13,王晓琳2(11南京工业大学材料科学与工程学院,南京　210009;21清华大学化学工程系,北京　100084) 摘要:介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型之间的相互转换。

同时简单介绍了PVDF的其它晶型。

探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。

关键词:聚偏氟乙烯;晶体结构;α晶型;β晶型;γ晶型引言聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的压电性、焦电性、高机械性、高绝缘性和耐冲击性,应用非常广泛,从简单的绝缘体、半导体到压电薄膜和快离子导体膜,这主要由于PVDF晶型多样性的结果。

PVDF常见的晶体结构主要有三种:β(Ⅰ)、α(Ⅱ)、γ(Ⅲ)。

其中α晶型最为常见,β晶型因其优良的压电性能受到广泛的关注。

γ晶型为极性,一般产生于高温熔融结晶。

PVDF三种晶型在不同的条件下产生,又在一定的条件下相互转变,因而PVDF因为晶型晶体结构的不同而显示不同的性能,本文就PVDF三种主要晶型的产生条件和不同环境因素对三种晶型的影响进行了具体阐述。

1　PVDF的主要晶体结构111　α晶型α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=01496nm,b=01964nm,c=01462nm[1]。

α晶型的构型为TG TG′,并且由于α晶型链偶极子极性相反,所以不显极性[2]。

11111　α晶型的产生　在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。

在与环己酮[3]、二甲基甲酰胺[4]、氯苯[4]形成的溶液中结晶也可以得到α晶型的PVDF。

11112　结晶温度对α晶型的影响　结晶温度的高低直接影响结晶速度,要得到完善的单晶,结晶温度必须足够高,或者过冷程度(即结晶熔点与结晶温度之差)要小,使结晶速度足够快,以保证分子链的规整排列和堆砌[5]。

同时结晶温度对聚合物晶体结构也有影响,在不同的结晶温度下,聚合物大分子链以不同的构型排列,呈现出不同的晶体结构。

压电材料的研究和应用现状

压电材料的研究和应用现状一、概述压电材料是一类具有压电效应的特殊功能材料，它们能够将机械能转化为电能，或者将电能转化为机械能。

自1880年居里兄弟发现压电效应以来，压电材料在科学研究和工业应用中就占据了重要地位。

随着科技的飞速发展，压电材料的研究和应用已经深入到众多领域，如传感器、换能器、振动控制、声波探测、生物医学等。

在压电材料的研究方面，科研人员一直致力于探索新型压电材料，优化其性能，拓宽其应用范围。

目前，压电材料的研究重点主要集中在压电陶瓷、压电聚合物、压电复合材料等领域。

这些新型压电材料在压电常数、介电常数、机械品质因数等关键指标上不断取得突破，为压电材料的应用提供了更多可能性。

在应用方面，压电材料在传感器和换能器领域的应用尤为广泛。

例如，压电传感器可用于检测压力、加速度、振动等物理量，广泛应用于工业自动化、航空航天、环境监测等领域。

压电换能器则可用于声波的发射和接收，广泛应用于声呐、超声检测、通信等领域。

压电材料在振动控制、声波探测、生物医学等领域也展现出广阔的应用前景。

压电材料作为一种重要的功能材料，在科学研究和工业应用中发挥着不可替代的作用。

随着科学技术的不断进步，压电材料的研究和应用必将迎来更加广阔的天地。

1. 压电材料的定义与特性压电材料是一种特殊的功能材料，具有将机械能转化为电能或将电能转化为机械能的能力。

这类材料在受到外力作用时，其内部正负电荷中心会发生相对位移，从而产生电势差，这种现象称为“压电效应”。

反之，当压电材料置于电场中时，材料会发生形变，这种现象称为“逆压电效应”。

压电材料的这种特性使得它们在许多领域都有广泛的应用，如传感器、换能器、振动控制等。

压电材料的特性主要包括压电常数、介电常数、机械品质因数等。

压电常数反映了材料的压电效应强弱，是衡量压电材料性能的重要指标。

介电常数则描述了材料在电场作用下的电荷存储能力。

机械品质因数则反映了材料在振动过程中的能量损耗情况。

聚偏氟乙烯基(PVDF)介电材料的研究进展

山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY・60・2021年第50卷聚偏氟乙烯基(PVDF)介电材料的研究进展邓红，胡飞燕，龙康(江门职业技术学院，广东江门529090)摘要:简要介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)的结构和介电性能，从提高介电常数和力学性能出发，综述了陶瓷填料/聚偏氟乙烯复合材料、导电填料/聚偏氟乙烯复合材料和三元杂化聚偏氟乙烯复合材料介电性能的研究进展，并展望了PVDF应用及研究方向’关键词：聚偏氟乙烯;高介电常数;复合材料中图分类号:TQ325.4文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)03-0060-03Research Progress of Poly(Vinyli/ene Fluori/e)-baseC Dielectric MaterialsDeng Hong,Hu Feiyan,Long Kang(Jiangmen Poeytechnic$Jiangmen529090$China)Abstract:With the advent of the5G era,electronic devices are developing towards miniaturization,multifunction,lightoeight and oeiibieity.ThFeooeF,mateiaeswith high diecteicconstantand eowdiecteiceo s haeFbFcomFthFoocusoothFindustey.ThFsteuctue and diecteicpeopFetisoopoeyeinyeidFnFoeuoeidF(PVDF)wFe beioeyinteoducFd in thispapFe,oeom thFeiwoo impeoeingthFdiecteicconstantand mFchanicaepeopFetisooPVDF,thFeFsFaech peoge s oodiecteicpeopFetisoocFeamics packiny/PVDF,conductive fO/WPVDF and the terna/hybrid polyvinylidene001X1composites were/viewed.The application and eeseaech dieection ooPVDFaeeaesopeospected.Key words:polyvinylidene Ouoride；high dielectriv constant；composite materials5G时代的大幕已经徐徐拉开，世界各国把抢占5G通信技术的至高点作为国家重要发展战略，在关键元器件、上游材料制备和网络部署等方面都积极布局，抢占先机，而应用于5G通信的新材料的发展，必将助力5G通信的蓬勃发展。

中国聚偏氟乙烯(PVDF)产业链分析

中国聚偏氟乙烯（PVDF）产业链分析一、生产路线聚偏氟乙烯（PVDF）是由R142b经高温裂解生成偏氟乙烯单体，偏氟乙烯单体经聚合釜聚合后生成聚偏氟乙烯。

由于PVDF树脂具有优良的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐气候、耐紫外线和耐高温辐射的性能，同时抗拉伸强度和抗冲击强度优良，硬度高且耐磨，热变形温度高，抗蠕变疲劳性能佳，其使用温度范围为-60~150℃，是一种强而韧的结构材料，与其他含氟高分子材料产品等相比，PVDF在熔融和溶解性能上更为优越，是含氟塑料中产量名列第二位的大产品。

二、产业链上游市场分析作为二代制冷剂及PVDF原料，HCFC-142b产品受到配额管理，根据《中华人民共和国大气污染防治法》和《消耗臭氧层物质管理条例》等有关规定，每年我国生态环境部办公厅都将针对厂商核发年度含氢氯氟经生产配额、针对下游空调及医药化学等企业核发含氢氯氟泾使用配额。

根据生态部数据：2021年二氟一氯乙烷（HCFC-142b）生产配额为13890吨，内用生产配额为8574吨，与2020年持平。

其中山东华安新材料有限公司HCFC-142b生产配额3650吨，占比26.3%；山东东岳化工有限公司HCFC-142b生产配额2794吨，占比20.1%；浙江三美化工股份有限公司HCFC-142b生产配额2532吨，占比18.2%。

三、产业链中游市场分析目前国内生产PVDF企业主要有阿科玛（常熟）氟化工有限公司、内蒙古三爱富万豪氟化工有限公司、山东东岳化工有限公司、苏威特种聚合物(常熟)有限公司等。

山东东岳化工有限公司主要从事新型环保冷媒、含氟高分子材料、有机硅材料、氯碱离子膜和氢燃料质子交换膜等的研发和生产，掌握了大量全球领先的技术，产品销往100多个国家和地区。

2020年东岳集团聚偏氟乙烯(PVDF)业务营业收入为4.93亿元，较2019年的5.54亿元同比下降11%。

四、产业链下游市场分析PVDF主要应用于涂料、线缆护套、锂电池、石油化工和输油管、水处理膜、光伏组件背板等领域。

中国聚偏氟乙烯(PVDF)行业现状及趋势分析

中国聚偏氟乙烯（PVDF）行业现状及趋势分析内容概况：国内PVDF市场一直存在供需缺口，2021年以来受益于地产竣工景气的涂料等需求提升和锂电池快速放量，PVDF供需缺口进一步放大。

据统计，2022年我国PVDF行业产量约为7.11万吨，需求量约为8.32万吨，存在1.21万吨供需缺口。

国内聚偏氟乙烯价格差异明显，2020年我国PVDF销售均价为9.47万元/吨，2021年国内PVDF价格大幅飙升，年度均价为30.9万元/吨，2022年PVDF均价下滑至27.0万元/吨。

关键词：PVDF、聚偏氟乙烯一、PVDF综述聚偏氟乙烯（PVDF）是一种高度非反应性热塑性含氟聚合物，主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，外观为半透明或白色粉体或颗粒。

聚偏氟乙烯兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有强韧性、低摩擦系数，良好的耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐候、耐射线辐射等性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是含氟塑料中产量处第二位的产品，仅次于聚四氟乙烯。

PVDF的生产工艺方面，国内以乳液聚合法为主，外企以更先进的悬浮聚合法为主。

在工业中，PVDF通常由偏氟乙烯（VDF）单体聚合而成，聚合方法包括乳液聚合法和悬浮聚合法，国内企业以前者为主，国际龙头企业如阿科玛、索尔维、日本吴羽以后者为主。

乳液聚合法以水为分散介质价廉安全，乳液粘度低，有利于搅拌、传热及输送，便于连续生产，聚合速率快，产物分子量高，适用于直接使用乳液的场合如水乳漆、粘合剂、纸张、皮革及织物处理剂等。

缺点是生产成本较高，产品中乳化剂等杂质不易除尽，影响介电性能；悬浮聚合法粘度较低，简单安全，聚合热易除去，后处理工序比溶液法及乳液法简单流程短、杂质含量低、相对分子质量稳定。

缺点是产品中附有少量分散剂残留物。

二、PVDF产业链从产业链来看，产业链上游生产PVDF通常有乙炔路线和VDC路线，乙炔路线是由乙炔和氢氟酸生产R152a，再与液氯形成R142b进而得到VDF，VDC路线则是由VDC与氢氟酸反应得到R141b再与氢氟酸形成R142b，随后由R142b生产偏氟乙烯进而聚合成PVDF。

聚偏氟乙烯的多晶型转化关系的研究进展

聚偏氟乙烯晶体结构及多晶型转化关系的研究进展（兵器工业集团五三研究所，济南250031）摘要：介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)两种主要的晶体结构：α晶型、β晶型，同时简要的介绍了PVDF的其它晶型。

探讨了不同环境因素下各晶型之间的转化关系。

指出PVDF压电材料在多个领域具有广阔的应用前景。

关键字：聚偏氟乙烯晶体结构晶型转化1引言近年来，聚偏氟乙烯（PVDF）在功能高分子材料领域引起人们的特别关注。

其原因在于它具有实际应用价值的压电性，热释电性以及复杂多变的晶型结构。

PVDF是由CFCH键接成的长链分子，通常状态下为半结晶高聚物，结晶度约为50%。

迄今报道有五种晶型：α、β、γ、δ及ε型[1-2]，它们在不同的条件下形成，在一定条件下（热、电场、机械及辐射能的作用）又可以相互转化[3-6]。

在这五种晶型中，β晶型最为重要，作为压电及热释电应用的PVDF，主要是含有β晶型。

2 PVDF多晶型的晶体结构及其形成条件2.1 α晶型α晶型是PVDF最普通的结晶形式。

其为单斜晶系，晶胞参数为a=0.496nm，b=0.964nm，c=0.462nm[7]。

a晶型的构型为TGTG ，并且由于a晶型链偶极子极性相反，所以不显极性[8]。

α晶型的ab平面结构示意图，如图１所示。

图１α晶的ab平面结构示意图Fig 1 Projection of poly(vinylidene fluoride) chain onto the ab plane of the unit cell forpolymorphic α________________________________________________________________ ______作者简介：张军英（1978－），女（汉族），在读硕士研究生，主要从事功能材料方面的研究。

通讯作者：E-mail：Tel:在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。

聚偏氟乙烯的流变特性

聚偏氟乙烯的流变特性聚偏氟乙烯的流变特性（东北林业大学材料科学与工程学院08高分子二班）摘要：聚偏氟乙烯(PVDF)由十具有优异的力学强度、化学稳定性、耐辐射特性、耐热性以及易加工性等特点，已成为目前应用最广泛的含氟聚合物膜材料之一。

通常国内外制备PVDF中空纤维微孔膜主要有溶液相转化法或热致相分离法，这两种方法过程复杂、影响因素很多。

而熔纺一扣伸(Ms)法在生产过程中无须使用溶剂，是很有前景的制备PVDF中空纤维膜的方法。

研究PVDF熔体的流变学特性为MS法提供一定的理论指导。

关键词：PVDF 流变学熔融纺丝一、聚偏氟乙烯聚偏氟乙烯(PVDF)作为一种新型氟碳热塑性塑料具有极好的耐候性、热稳定性和化学稳定性，能抵抗大多数腐蚀性化学试剂。

从分子结构而言，由于聚烯烃分子的碳链呈锯齿形，其氢原子被电负性较大的氟原子取代后，与相邻的氟原子相互排斥，从而使得氟原子不在同一平面内，并沿碳链作螺旋分布，故在碳链的四周被一系列性质稳定的氟原子所包围，这种几乎无间隙的空l目屏障使得任何原子或基团都不能进入其结构内部而破坏碳链，因而表现出极高的化学稳定性和热稳定性[1—2]。

同时，PVDF中氟原子的极化率很低，所以其聚合物还表现出高度的绝缘性。

另一方面，这种氟有机化合物的共价键足以能阻止可对有机物起破坏作用的可见光一紫外光波段中光子的进入，所以PVDF粉末涂料的耐候性极好，可抗拒紫外线与核辐射。

并且对大多数气体与液体渗透力低，具有防霉菌性能而被应用于医药与食品工业上。

总之，聚偏氟乙烯(PVDF)有着非常优良的综合性能，具有比一般氟树脂更高的机械强度和耐化学腐蚀、耐高温、耐氧化、耐气候、耐紫外线、耐辐射等优良性能，还有压电性、热电性等特殊电性能，被广泛应用于化工设备、电子电气和建筑涂料等领域[3]。

PVDF树脂首先由美国Pennwalt公司1961年商品化，生产技术在国外20世纪70年代已基本成熟，到目前为止，在世界上，PVDF 树脂已发展成为仅次于聚四氟乙烯的第二大氟树脂品种，具备了完善的品级。

聚偏氟乙烯基复合材料结晶性能的研究

聚偏氟乙烯基复合材料结晶性能的研究聚偏氟乙烯基复合材料结晶性能的研究摘要：聚偏氟乙烯（PVDF）是一种具有良好机械性能、高耐化学性和优异绝缘性的重要聚合物。

为了改善其力学性能，常常将其他材料作为填料加入到PVDF基质中制备复合材料。

本文通过研究PVDF基复合材料的结晶性能，探究不同填料对PVDF结晶行为的影响。

实验结果表明，填料对PVDF复合材料的结晶性能具有显著影响，可通过选择适宜的填料类型和填料含量来调控PVDF复合材料的结晶性能。

【关键词】聚偏氟乙烯，复合材料，结晶性能1. 引言聚偏氟乙烯（PVDF）是一种具有优异性能的聚合物材料，广泛应用于电池隔膜、传感器、铁电材料等领域。

尽管PVDF本身具有良好的物理和化学性能，但其力学性能相对较差。

为了提高其力学性能，许多学者通过将其他材料作为增强填料加入到PVDF基体中，制备复合材料，以期改善其性能。

因此，研究复合材料中填料对PVDF结晶行为的影响变得尤为重要。

2. 实验方法2.1 材料制备采用熔融共混法制备含不同类型和不同含量填料的PVDF复合材料。

本实验中选取了碳纳米管（CNT）和纳米粉体填料作为填料，填料体积分数分别为1%、3%、5%和7%。

2.2 结晶性能测试采用差示扫描量热仪（DSC）和X射线衍射仪（XRD）分别对PVDF复合材料的结晶性能进行测试。

DSC测试用于测量PVDF复合材料的结晶温度（Tc）、熔融温度（Tm）和熔体热焓变化（ΔHm），XRD测试用于分析PVDF复合材料中的结晶类型和晶体结构。

3. 结果与讨论3.1 DSC测试结果实验结果显示，随着填料含量的增加，PVDF复合材料的结晶温度（Tc）显著提高。

同时，填料的添加还使得PVDF复合材料的熔体热焓变化（ΔHm）增大，表明填料的加入促进了材料分子链的结晶。

此外，不同类型的填料对PVDF复合材料的结晶温度和熔体热焓变化也存在差异。

以CNT为填料的PVDF复合材料的结晶温度和熔体热焓变化较高，而以纳米粉体填料为填料的PVDF复合材料的性能相对较低。

聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能研究

聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能研究安齐;张庆印【期刊名称】《云南化工》【年(卷),期】2018(045)001【摘要】The applications of membrane separation technology almost across the whole industry. In life,there are more ubiquitous applications of PVDF membrane. The poly(vinylidene fluoride)membrane characteristics of the nature are mainly introduced,the ultra high impact resistance,good mechanical strength,performance stability,chemical resistance and high hydrophobic properties. So PVDF membrane can be seen as a optimal selection of membrane materials on the application field.%膜分离技术应用几乎横跨了全部的工业领域,在生活中更是随处可见的应用场景.这里主要介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)膜的本质特性,即超高的机械强度性能、抗冲击作用和良好的稳定性、耐化学性以及较高的疏水性能.所以PVDF膜能够在应用领域上作为一个最佳的膜材料的选择.【总页数】3页(P20-22)【作者】安齐;张庆印【作者单位】天津工业大学环境与化学工程学院,天津 300387;天津工业大学环境与化学工程学院,天津 300387【正文语种】中文【中图分类】TQ320.721【相关文献】1.聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备及在水处理中应用的研究 [J], 周军;刘云;叶长明;邓祥;陈绍伟2.聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜分离γ-球蛋白的研究(Ⅰ)——聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜的制备及其吸附性能 [J], 虞骥;甘宏宇;何奕;袁骏;陈欢林3.聚偏氟乙烯(PVDF)膜化学法亲水改性技术 [J], 苏洁;相波;李义久4.聚偏氟乙烯(PVDF)杂化膜除磷性能研究 [J], 唐志敏5.基于聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜的新型SPM测头结构及性能研究 [J], 侯茂盛;黄强先;杨朋桢因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料

]锂离子电池用PVDF粘结剂调研资料PVDF是一种聚偏氟乙烯材料，被广泛应用于锂离子电池中的粘结剂。

在锂离子电池制造过程中，PVDF粘结剂主要用于固定电池内部的正负极活性材料与电解质膜，同时也能提供电池的导电性和机械稳定性。

以下是与PVDF粘结剂相关的调研资料：1.PVDF粘结剂的特点：-耐高温性能：PVDF具有良好的热稳定性，可以在高温条件下长时间使用，不易发生分解或变形。

-耐化学腐蚀性：PVDF具有良好的耐酸碱性和耐盐水性，可以有效防止电池内部发生化学反应导致电池寿命的缩短。

-优良的粘接性和耐磨性：PVDF粘结剂能够有效地固定电池内部的活性材料和电解质膜，同时具有良好的耐磨性，能够保持电池的机械稳定性。

-优异的导电性能：PVDF具有较高的电导率，可以提供电池内部的良好导电性。

2.PVDF粘结剂在锂离子电池中的应用：-电池正负极活性材料的粘结：PVDF粘结剂能够将正负极活性材料牢固地粘结到电池电极上，确保电极的稳定性和高效率的锂离子传输。

-电解质膜的粘结：PVDF粘结剂能够将电解质膜牢固地固定在电池内部，保证电解质的稳定性和良好的离子传输性能。

-导电剂的粘结：PVDF粘结剂可以用于固定电池中的导电剂，保证电池内部的良好导电性。

-电池封装材料的粘结：PVDF粘结剂还可以用于电池封装材料的固定，确保电池的整体结构的稳定性。

3.PVDF粘结剂的制备方法：PVDF粘结剂可以通过溶液共混、熔融共混等方法制备。

其中，溶液共混是较为常用的一种制备方法，通常使用溶剂将PVDF溶解后与其他材料共混，然后通过溶剂的挥发或加热使PVDF重新沉淀出来，形成PVDF粘结剂。

4.PVDF粘结剂的市场应用和发展趋势：PVDF粘结剂在锂离子电池制造业中得到了广泛应用，因为它具有良好的耐温性、耐化学性和粘接性能，能够满足电池制造过程的要求。

随着锂离子电池市场的快速发展，对PVDF粘结剂的需求也在不断增加。

未来，PVDF粘结剂的研发重点将放在提高其导电性、机械强度和耐老化性能等方面，以满足高能量密度和高安全性的锂离子电池的需求。

聚偏氟乙烯结晶结构及其相制备方法的研究

如果将α 相ＰＶＤＦ在高温下作退火处理，便可能会形成γ 相ＰＶＤＦ。γ 相ＰＶＤＦ也为极性相，具有ＴＴＴＧＴＴＴＧ′构型。γ 相ＰＶＤＦ的结晶结构平面示意图如图３所示。
图３ γ 相ＰＶＤＦ结晶结构平面示意图（ＴＴＴＧＴＴＴＧ′构型）
由图３可知，γ 相ＰＶＤＦ分子链的ＴＴＴ－ＧＴＴＴＧ′构型与α 相ＰＶＤＦ分子链的ＴＧＴＧ′构型相比，—ＣＨ２—ＣＦ２—单体单元具有不同的连接形式。γ 相ＰＶＤＦ中每个单胞同样包含有两条相互平行的分子链，且在每条分子链上包含有２个 —ＣＨ２—ＣＦ２—单体单元。由于分子链之间为平行排列，导致由显电正性的Ｈ原子和显电负性的Ｆ原子所产生的偶极矩也朝着同一个方向排列，因此γ 相ＰＶＤＦ对外也显极性，不过数值比 β 相ＰＶＤＦ小，每个单胞中约为０．０９Ｃ／ｍ２［５，７］。１．４ δ－ＰＶＤＦ、ε－ＰＶＤＦ晶型
第５期
梁爽等：聚偏氟乙烯结晶结构及其β 相制备方法的研究
７２１
条聚合物链沿着轴方向旋转１８０°得到极性的 γ－ＰＶＤＦ，再将γ－ＰＶＤＦ结构中所有分子链的两面角从 ±５７°逐步转变为１８０°得到β－ＰＶＤＦ。
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｉｎｆｉｖｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｒｏｍｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ｓｏｍｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｉｄｅａｓｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｒ

PVDF PLLA ,结晶

2013年10月12日-16日2013年全国高分子学术论文报告会中国上海CP-079聚偏氟乙烯α和γ晶型结晶形貌及α晶型转变行为研究郑怡然，闫寿科化工资源有效利用国家重点实验室，北京化工大学100029聚偏氟乙烯（PVDF）是一种半结晶性的多晶型聚合物。

在不同条件下，PVDF能形成α、β、γ、δ、ε五种晶型。

本文通过利用原子力显微镜和偏光显微镜观察到了α晶型与γ晶型的形貌以及α晶型向γ＇晶型的转变。

实验结果表明，α球晶有典型的环带结构，利用原子力显微镜观察后发现，α球晶的环带结构是由片晶扭转形成的，而γ球晶的表面主要由flat-on片晶组成，所以造成在偏光显微镜下γ球晶双折射较弱。

用原子力显微镜观察α球晶与γ球晶的交界区域，通过原位熔融实验发现α球晶熔点较低，γ球晶熔点较高，但二者交界处并没有高熔点的γ＇晶型的形成，而在α球晶中心却形成了高熔点的γ＇球晶，说明此γ球晶并没有诱导α球晶向γ＇球晶的转变，而α晶型向γ＇晶型的固固转变是由球晶中心开始的径向转变。

关键词：聚偏氟乙烯，α晶型，γ晶型，表面形貌，晶型转变CP-080基于苯并菲液晶基元的甲壳型液晶高分子的合成及其相行为的研究班建峰，徐绍雄，张海良湖南省普通高等学校先进功能高分子材料重点实验室，湖南省高分子材料应用技术重点实验室，湘潭大学化学学院高分子研究所湖南湘潭 411105本论文通过自由基聚合方法合成了以苯并菲为液晶基元的新型的甲壳型液晶高分子，聚乙烯基对苯二甲酸二(3,6,7,10,11,-五己氧基)苯并菲酯(PBTCS)。

单体MBTCS及聚合PBTCS 的结构通过核磁氢谱(1H NMR)表征进行了确认，并通过凝胶渗透色谱(GPC)，对聚合物的分子量进行了表征。

聚合物的热稳定性通过热失重分析(TGA)研究结果表明，其热分解温度在385 o C以上，说明该聚合物具有优异的热稳定性。

采用差示扫描量热(DSC)、偏光显微(POM)、小角X射线衍射(SAXS)，对聚合物的液晶相形为和相结构进行了表征。

PVDFPMMA和PVDFPMMATiO2共混体系结构与性能研究.

上海交通大学硕士学位论文PVDF/PMMA和PVDF/PMMA/TiO<,2>共混体系结构与性能研究姓名:李卫申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:张永明20090101PVDF/PMMA和 PVDF/PMMA/TiO2共混体系结构与性能研究摘要聚偏氟乙烯 ( PVDF作为一种氟碳热塑性塑料具有优异的耐候性, 抗污染性和化学稳定性, 被广泛用于涂料和户外保护膜。

但 PVDF 价格昂贵,加工困难,不易得到表面光滑、均匀的薄膜,因此常用与聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 共混的方法对其改性。

本文制备了聚偏氟乙烯 PVDF/PMMA和 PVDF/PMMA/TiO2膜,并对其结构和性能进行了研究。

本文将 PVDF 和 PMMA 共混, 采用熔融挤出吹塑法成型工艺制备了不同质量比例的 PVDF/PMMA透明膜。

通过对其结构和性能的研究表明: PMMA 的加入能够大大改善 PVDF 的微观结构,不但使结晶度降低,而且红外分析(IR和广角 X 射线衍射 (WXRD证实, 其中部分α晶型能明显地转变成β晶型; TGA 研究表明,共混体系的稳定性比纯粹的 PMMA 稳定性提高,但 PVDF 的热稳定性只有很少降低;流变性能研究显示, PMMA 含量在很宽的范围内体系扭矩变化不大, 为选择加工条件提供了依据;力学性能测试显示出共混膜很好的力学性能。

进一步在 PVDF/PMMA质量比为 70:30的体系上,添加不同质量的二氧化钛(TiO 2得到一系列不透明的 PVDF/PMMA/TiO2复合膜。

利用 DSC 、 TG 、ATR 、 XRD 、 Py-GC/MS等手段研究了复合膜的结构、形态、力学性能、加工性能、表面性能和透水性。

研究发现:PVDF/PMMA/TiO2共混体系中, TiO 2可以很好的分散在 PVDF/PMMA中;少量 TiO 2的加入可以提高其力学性能,改善其加工性能; TiO 2对 PVDF 的分解起了催第 I 页化作用,但 PVDF/PMMA/TiO2复合膜仍有很好的热稳定性。

聚偏氟乙烯的晶体结构

同时简单介绍了PVDF的其它晶型。

探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。

PVDF常见的晶体结构主要有三种:β(Ⅰ)、α(Ⅱ)、γ(Ⅲ)。

其中α晶型最为常见,β晶型因其优良的压电性能受到广泛的关注。

γ晶型为极性,一般产生于高温熔融结晶。

1　PVDF的主要晶体结构111　α晶型α晶型为单斜晶系,晶胞参数为a=01496nm,b=01964nm,c=01462nm[1]。

α晶型的构型为TG TG′,并且由于α晶型链偶极子极性相反,所以不显极性[2]。

11111　α晶型的产生　在一定的温度下以适当或较大的降温速率熔融冷却可以得到α晶型的PVDF。

在与环己酮[3]、二甲基甲酰胺[4]、氯苯[4]形成的溶液中结晶也可以得到α晶型的PVDF。

同时结晶温度对聚合物晶体结构也有影响,在不同的结晶温度下,聚合物大分子链以不同的构型排列,呈现出不同的晶体结构。

PVDF

一、什么是PVDF，有何特性，压电特性相比其他如何？聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半晶态铁电聚合物, 目前，已测得PVDF的晶型有5种。

相、β相、γ相、ε相及ρ相。

各种晶体结构的生成取决于加工条件，在一定条件(如拉伸、极化、浇注等处理方法)下，这些晶相之间可以互相转变。

α相是5种晶型中能量最低，最稳定的结构，PVDF由液态缓慢冷却或由溶液流延形成薄膜时，通常都形成α相。

经过拉伸、电极化后形成的日相PVDF显示出强的压电、热释电性质。

PVDF具有较宽的工作温度范围，其体电阻高、质量轻、柔顺性好，且机械强度高、频响宽。

——《电场作用下P V D F薄膜的结构相变与剩余极化特性研究》叶芸，蒋亚东，吴志明一，曾红娟( 电子科技大学光电信息学院，四川成都)PVDF树脂主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。

PVDF应用主要集中在石油化工、电子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。

其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF 需求增长最快的市场之一。

PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑等。

另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。

聚偏氟乙烯结构

聚偏氟乙烯结构聚偏氟乙烯（Polyvinylidene fluoride，简称PVDF）是一种重要的高性能合成材料，具有优异的热稳定性、电绝缘性和耐化学腐蚀性能。

它的化学结构主要由碳、氟和氢元素组成，具有一定的结晶性。

PVDF的分子式为(C2H2F2)n，其中n表示聚合度，表示聚合物链中重复单元的数量。

在PVDF的结构中，每个单元由一个氟原子和一个碳原子组成，这两个原子通过一个双键连接在一起。

同时，每个碳原子还与两个氢原子相连。

这种结构使得PVDF具有一定的极性。

PVDF的分子链可以被分为两种不同的序列：头-尾序列和头-头序列。

头-尾序列是指碳原子周围的氢原子和氟原子交替排列的序列，而头-头序列则是指碳原子周围的氟原子相邻排列的序列。

这两种序列的存在使得PVDF具有不同的性质。

PVDF的头-尾序列使其具有较强的极性，因此它具有较高的表面能和较好的润湿性。

这使得PVDF在涂层、粘合剂和薄膜等领域有广泛的应用。

PVDF的头-头序列则使其具有较高的结晶度和较好的机械性能，因此它在制备纤维、薄膜和电池隔膜等方面具有重要的应用。

PVDF的热稳定性使得它能够在高温环境下保持较好的性能。

它的熔点约为177℃，在高温下仍能保持较好的力学性能和化学稳定性。

这使得PVDF在航空航天、电子器件和化学工业等领域有广泛的应用。

PVDF的电绝缘性使其成为一种理想的电介质材料。

它具有较低的介电常数和较好的耐电压性能，能够在高电场下保持较好的绝缘性能。

这使得PVDF在电力电子、传感器和电容器等领域有广泛的应用。

PVDF的耐化学腐蚀性能使其能够在恶劣的环境中长期稳定工作。

它能够抵抗酸、碱、溶剂和氧化剂等化学物质的侵蚀，具有较好的耐久性。

这使得PVDF在化工、石油和医疗等领域有广泛的应用。

聚偏氟乙烯是一种具有优异性能的合成材料。

它的化学结构由碳、氟和氢元素组成，具有一定的结晶性。

PVDF具有较强的极性、较高的热稳定性、良好的电绝缘性和耐化学腐蚀性能，因此在涂层、粘合剂、薄膜、纤维、电池隔膜、电力电子、传感器、电容器等领域有广泛的应用。

高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究

高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究高介电常数聚偏氟乙烯基复合材料的制备及性能研究摘要：本研究旨在制备一种具有高介电常数的聚偏氟乙烯（PVDF）基复合材料，并研究其性能。

采用溶液共混法制备了PVDF基复合材料，添加了不同比例的纳米填料，如纳米二氧化钛（TiO2）和纳米氧化锌（ZnO），并对其结构、热性能和介电性能进行了表征和分析。

结果显示，添加纳米填料后，PVDF基复合材料的高介电常数得到了显著提高，且其热稳定性和介电性能也有所改善。

这说明所制备的PVDF基复合材料具有潜在的应用前景，可以在电子器件领域中作为高性能介电材料使用。

关键词：聚偏氟乙烯；复合材料；纳米填料；介电常数；性能研究1. 引言聚偏氟乙烯（PVDF）是一种具有良好电学特性的高分子材料，在电子器件中有着广泛的应用。

然而，PVDF的介电常数较低，限制了其在高性能电子器件中的应用。

因此，研发具有高介电常数的PVDF基复合材料成为一种重要的研究方向。

2. 实验部分2.1 材料制备本实验采用溶液共混法制备PVDF基复合材料。

首先，在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中溶解PVDF，得到10%的PVDF溶液，然后加入不同比例的纳米填料（如TiO2和ZnO）。

通过搅拌和超声处理，使PVDF和纳米填料充分混合，并得到均匀的溶胶。

最后，将溶胶倒入玻璃模具中，在真空环境下进行固化。

2.2 样品表征采用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行观察，同时使用能谱分析仪（EDS）分析样品中元素的分布情况。

热重分析（TGA）和差示扫描量热分析（DSC）用于研究样品的热性能。

介电性能的研究采用介电常数测试仪进行。

3. 结果与讨论3.1 表面形貌与元素分布SEM观察结果显示，添加纳米填料后，PVDF基复合材料的表面变得更加光滑且均匀。

EDS分析结果表明，纳米填料均匀分布在PVDF基体中。

3.2 热性能TGA和DSC结果显示，添加纳米填料后，PVDF基复合材料的热稳定性得到了提高。