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P(VDF-TrFE)是一种优秀的柔性铁电、压电特性的材料,广泛应用于传感器、换能器、存储器等领域。P(VDF-TrFE)的铁电、压电性能与其结晶性能密切相关,只有β晶型的P(VDF-TrFE)可表现出优良特性。本论文通过基于硅烷还原体系的全氢化法,将CTFE摩尔含量为6、9、20、50mol%的P(VDF-CTFE)作为原料,制备相应TrFE摩尔含量的全氢化P(VDF-TrFE)薄膜。研究TrFE摩尔含量对P(VDF-TrFE)的β晶型的影响,并完成了介电、铁电和储能性能表征,建立了其相结构和电性能关系。论文主要研究工作如下。1)通过XRD、DSC和FTIR表征了 P(VDF-TrFE)膜结晶性能和相结构,发现不同TrFE摩尔含量的P(VDF-TrFE)膜均以β晶型为主。所有P(VDF-TrFE)膜的εr随频率的增大而减小,tanδ随频率的增大而增大。在100Hz电场频率下,TrFE摩尔含量为20mol%的P(VDF-TrFE)膜的εr最大,TrFE摩尔含量为50mol%P(VDF-TrFE)膜的εr最小。温谱结果表明,所有P(VDF-TrFE)膜介电常数和介电损耗的最大值所对应的温度随频率增加向高温方向移动。P-E loop结果表明,在200MV/m电场下P(VDF-TrFE)80/20mol%膜Ps达到了8.15μC/cm2,Pr达到了 4.34μC/cm2,对应于标准铁电体的电滞回线,P(VDF-TrFE)50/50 mol%膜的Ps达到了 3.97μC/cm2,Pr达到了 0.97μC/cm2,对应于标准弛豫铁电体的电滞回线。2)将全氢化 P(VDF-TrFE)80/20mol%和P(VDF-TrF E)50/50mol%分别与 PVDF 按质量比混合,制备了PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%和 PVD F/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系膜。XRD结果表明,PVDF的添入在引入α相的同时并没有改变P(VDF-TrFE)的β晶型。随着PVDF含量增加P(VDF-TrFE)β晶型的衍射峰减小,PVDF的β相特征峰增强,两种聚合物的β晶型共存;DSC和FTIR也证实这一点。PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混体系的εr随着PVDF含量的增加而减小,在100Hz下由17减小至7,tanδ一点点增大。PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系的εr随着PVDF含量的增加而增加,在100Hz下由8增大至17,tanδ明显增大。这是因为PVDF的引入降低了 P(VDF-TrFE)80/20mol%的介电常数,相反提高了 P(VDF-TrFE)50/50mol%的介电常数。P-E loop测试表明,PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混体系的电滞回线随着PVDF含量增加由矩形状变“瘦”,在200MV/m电场下Ps由10μC/cm2减小至4μC/cm2,Pr由5.5μC/cm2 减小至 1μC/cm2。PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系电滞回线随着 PVDF含量增加由常规弛豫铁电体形状变“胖”,在200MV/m电场下Ps由3.2μC/cm2增加至8 μC/cm2再减小至4μC/cm2,Pr 由 0.4μC/cm2增加至 4.5μC/cm2再减小至 1.5μC/cm2。PVDF 含量 90wt%的 PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混膜能量密度达到 2.4J/cm3,能量损耗达到 2.5J/cm3,能量效率为 48%。PVDF 含量 10wt%的 PVDF/P(VDF-TrFE)50/50 mol%共混膜能量密度达到2.4J/cm3,能量损耗达到1.4J/cm3,能量效率为60%。PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系能量密度较低,能量损耗较低,能量效率较高,更适合应用在储能方面。3)为了研究拉伸对共混体系电学性能的影响对其进行2倍长拉伸。拉伸后PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混体系的εr明显增大并随着PVDF含量的增加而减小,在100Hz下由34减小至27,tanδ变化不大。拉伸后PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系的εr也明显增大,tanδ变化不大。P-E loop测试表明,拉伸后PVDF含量50wt%的PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混膜的Ps最小,Pr最小,在150MV/m电场下Ps达到5μC/cm2,Pr达到1μC/cm2。拉伸后PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混膜的电滞回线随着PVDF含量增加Ps增大,Pr增大。PVDF含量Owt%的共混膜在400MV/m电场下Ps达到5.4μC/cm2,Pr 达到 0.45μC/cm2。拉伸后共混膜的储能效率明显增强,随着PVDF含量增加,储能效率下降,PVDF含量 Owt%的 PVDF/P(VDF-TrFE)80/20mol%共混膜在 200MV/m 下能量密度达到 5J/cm3,能量效率为62%。拉伸后PVDF含量Owt%的PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混膜在200 MV/m下能量密度达到2.4J/cm3,能量损耗达到0.4J/cm3,能量效率为85%。PVDF/P(VDF-TrFE)50/50mol%共混体系的储能效率更好达到80%以上。本文对硅烷体系氢化的P(VDF-TrFE)进行结晶和电性能分析完善了不同氢化法制备P(VDF-TrFE)的性能研究;对两种PVDF/P(VDF-TrFE)共混体系的电性能和储能性能研究可为共混体系提供了一种新的研究方向;拉伸后共混体系膜的电性能和储能性能均显著提升,为今后氟聚合物的共混体系提供了新思路和新方法。