聚偏氟乙烯与含氟共聚物共混的相容性以及结晶性能研究

【摘要】： 本文选用聚偏氟乙烯与三种偏氟乙烯类共聚物的共混体系：聚偏氟乙烯／聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF/P(VDF-HFP))、聚偏氟乙烯／聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF/P(VDF-CTFE))和聚偏氟乙烯／聚偏氟乙烯-三氟乙烯(PVDF/P(VDF-TrFE))。研究了不同热处理条件及共混成份比例对共混体系相容性、结晶性能和表面形貌的影响。 应用差示扫描量热(DSC)分析了三种共混体系的相容性及熔融-结晶特点,结果表明PVDF/P(VDF-HFP)共混体系在各种热处理条件的下均表现出良好的相容性。而在PVDF/P(VDF-CTFE)体系中,P(VDF-CTFE)作为一种无规共聚物在共混物由溶剂析出制备时表现出与PVDF有一定的相容性,影响着PVDF的结晶-熔融热力学特征,但当共混薄膜升温至熔融温度后,两相聚合物发生了相分离,从而在结晶过程中两相的相互影响较小。PVDF/P(VDF-TrFE)共混体系为晶晶共混体系,同样在从溶液中析出制备共混薄膜时,两者表现出一定的相容性,并且组分为30／70样品中明显出现三种晶区：PVDF和P(VDF-TrFE)的单一晶区以及两者的共晶区,当将共混薄膜升温至熔融时同样两者出现了相分离。 利用广角X射线衍射测试分析了三组共混体系的结晶特点,结果表明PVDF/P(VDF-HFP)中P(VDF-HFP)的存在有利于共混体系中形成β型晶体结构,而这种晶型是PVDF类高分子表现出良好的压电和焦电性的原因。尤其是当共混组分为10／90时在多种热处理条件下均表现出β型晶体结构；PVDF/P(VDF-CTFE)体系中由于P(VDF-CTFE)为无规共聚物没有晶体形成,但对PVDF结晶行为有一定的影响,表现出有利于β型晶体形成的特点；PVDF/P(VDF-TrFE)共混体系中,P(VDF-TrFE)具有很强的结晶性,共混体系主要表现出P(VDF-TrFE)组份的结晶特点。 通过环境扫描电子显微镜对所制备样品的表面形貌进行了分析,结果表明：PVDF/P(VDF-HFP)体系中出现了均匀的球晶,其中PVDF薄膜存在α和β两种晶体结构的球晶,并且共混物中随PVDF含量的增加逐渐变现出绒状的Q晶型的晶区。PVDF/P(VDF-CTFE)共混体系中PVDF均匀的分散在P(VDF-CTFE)相中,而且随着PVDF量的减少分散点的PVDF球晶数量越少。PVDF/P(VDF-TrFE)共混体系中P10T90样品出现了不同于两种单一聚合物晶体形貌的共晶区,当PVDF含量增大后共晶区逐渐消失,表现为PVDF球晶分散于P(VDF-TrFE)之中,与PVDF/P(VDF-CTFE)体系不同,其PVDF是以当个球晶的形式分散于P(VDF-TrFE)。

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