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1、南京大學(xué)博士研究生畢業(yè)論文:高介電常數(shù)高分子材料研究魚(yú)乞處趕貓絲左絲魚(yú)文中文摘要首頁(yè)用紙畢業(yè)論文題目:一高全至些生直絲絲-專(zhuān)業(yè)一塑匕一級(jí)博士生姓名:王經(jīng)文指導(dǎo)教師(姓名、職稱(chēng)):中文摘要電活性高分子(Electro擬ivePolymers，EAPs)是一類(lèi)在電刺激下能產(chǎn)生形變的功能材料。由于在現(xiàn)代高技術(shù)、軍事偵察與探測(cè)以及空間技術(shù)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景，人們對(duì)電活性高分子的研究興趣與日俱增。在各種電活性高分子中，由外加電場(chǎng)控制其響應(yīng)的電活性高分子，即電場(chǎng)型電活性高分子(fieldtyPeEA衛(wèi)5)尤其引人注目，原因在于它響
2、應(yīng)速度快、滯后程度小。電場(chǎng)型電活性高分子包括鐵電高分子價(jià)口。electricPolymers)、電致伸縮高分子(electrostrictivepolymers)、介電彈性體(dielectricelastomers)以及液晶高分子(liquldcrystalpOlymers)等等。在電場(chǎng)型電活性高分子材料中，聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物呈現(xiàn)出強(qiáng)壓電性(Piezoelectricity)和明顯的鐵電性(丘汀。electricity)，是優(yōu)良的非線性聚合物，同時(shí)其質(zhì)輕、柔順性好、易于加工成形狀復(fù)雜制件的特點(diǎn)也備受人們關(guān)注。
3、采用輻照的方法，可以將缺陷引入到PVDF基鐵電共聚物，使其轉(zhuǎn)變成高分子弛豫鐵電體(relaxorferoelectrics)，在交流電場(chǎng)中，誘導(dǎo)非極性相與極性相之間發(fā)生彌散相轉(zhuǎn)變(di肋sedtransformation)，使得聚合物具有較強(qiáng)的電致伸縮性能(electrostrictiveproPerties)，其電致伸縮應(yīng)變達(dá)到4%以上，超過(guò)妮酸鋅鉚欽酸鉛(PZN一PT)單晶卜1.7%)，同時(shí)，其彈性能密度(elasticelergydensity)達(dá)到40)崛，超過(guò)了后者(13lJ瓜9)。這樣得到的電致伸縮高分子材料，
4、其機(jī)電性能(eletromecllanicalproPerties)大大改善。然而，輻照也會(huì)給聚合物帶來(lái)斷鏈以及交聯(lián)等副作用，導(dǎo)致結(jié)晶度降低。因此，為提高PvDF基高分子材料的一一一一一一一一一一一一一一j絲機(jī)電性能，研究非輻照的途徑是必要的。一個(gè)有效地方法是將含有較大體積原子(如cl原子)的第三單體(tennonomer)如氯代氟乙烯(chioronuoroethylen，CFE)引入到含氟共聚物中，使其轉(zhuǎn)變成弛豫鐵電高分子，所得三元共聚物的鐵電一順電(feroelectric一arelectric，F(xiàn)一P)相轉(zhuǎn)變溫度降
5、低至室溫附近，大大拓寬轉(zhuǎn)變的溫度范圍，并能消除相轉(zhuǎn)變帶來(lái)的巨大滯后現(xiàn)象，表現(xiàn)了良好的機(jī)電性育琶。電場(chǎng)型EAPs的突出特點(diǎn)是介電常數(shù)小(電能儲(chǔ)存密度低)，為了獲得足夠高的彈性能密度以及大應(yīng)變，必須施加10ov/阿以上的激發(fā)電場(chǎng)。在這種情況下，電活性高分子很容易被擊穿。因此，如何提高此類(lèi)材料的介電常數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。解決該問(wèn)題的一個(gè)途徑是復(fù)合材料途徑，即將高介電常數(shù)材料添加到聚合物中.早期的研究工作主要集中在陶瓷、金屬顆粒與高分子的復(fù)合材料，但是，這類(lèi)復(fù)合物的柔順性很差，而且，介電常數(shù)也不夠高(必0)。真正重要的突破是QMz
6、hallg等在Nalule報(bào)道的偏氟乙烯一三氟乙烯共聚物(P(vDF-TrFE))摻加高介電常數(shù)有機(jī)固體一酞著銅齊聚物(coPerphthaI0cyamneofigomer，。一cupc)形成的全有機(jī)復(fù)合物。該復(fù)合物具有良好的機(jī)電性能。但是，由于復(fù)合物兩相間相容性差，所摻。一CuPc容易過(guò)度聚集，形成導(dǎo)電通道，降低材料的耐電壓特性。本課題針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展了如下研究工作:第一部分:PVDF基共聚物接枝。一CuPc的方法化學(xué)接枝應(yīng)該是改善P件DF一升FE)/o一cuPc復(fù)合物中兩相相容性的有效方法。由于P僅DF一TrFE)與
7、。一CuPc難以直接反應(yīng)，要想將。一cuPc接枝到P僅DF.TrFE)鏈上，至少必須對(duì)其中之一進(jìn)行化學(xué)修飾，賦予其適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)性基團(tuán)，再與另一個(gè)進(jìn)行反應(yīng)。本研究采用以下兩個(gè)途徑分別將。一CuPc接枝到p口DRTrFE)主鏈上。接枝途徑一:修飾。一cuPc在。一CuPc分子中引入可聚合的雙鍵，然后，在引發(fā)劑作用下，與P僅DF一TrFE)進(jìn)行自由基接枝反應(yīng)。一一一一墮劍塑絲型勝型些生創(chuàng)燮貧分子材料研究選擇對(duì)氯甲基苯乙烯(戶cmoromet妙lstyrene，P-CMS)作為偶聯(lián)劑，通過(guò)脫去Hcl(H來(lái)自。一CuPc分子四周的一c
8、00H，cl來(lái)自p一cMs)，發(fā)生酷化反應(yīng)，將p一cMS接到。一cuPc上，生成cuPc一Ms.帶有雙鍵的cuPc一Ms在過(guò)氧化苯甲酞(BPO)引發(fā)下，與P砰DF-TrFE)進(jìn)行自由基接枝反應(yīng)，生成P僅D卜TrFE)一g，b一CuPcm(9和b表示該產(chǎn)品為既有接枝又有共混的混合物，上標(biāo)m表示小CuPc在
