二硫化鉬-聚偏氟乙烯復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、壓電復(fù)合材料，一種極具應(yīng)用前景的智能材料，綜合了無機(jī)壓電材料較高壓電性和壓電聚合物良好柔性、易加工成型的優(yōu)點(diǎn)。0-3型壓電陶瓷/聚合物復(fù)合材料的研究很多，分析其研究現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，只有當(dāng)壓電陶瓷的含量較高時(shí)，復(fù)合材料才能實(shí)現(xiàn)高壓電性能，此時(shí)犧牲了材料的柔性。最近研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二硫化鉬從本體粉末剝離為單層時(shí)，具有特殊的壓電效應(yīng)。針對(duì)0-3型壓電復(fù)合材料的缺點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究了二維壓電材料對(duì)壓電復(fù)合材料性能的影響，采用溶液共混的方法將二維壓電材料二硫

2、化鉬（MoS2）與聚偏氟乙烯（PVDF）進(jìn)行共混，制備了一系列MoS2/PVDF復(fù)合材料，并研究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MoS2以及MoS2納米片對(duì)復(fù)合材料介電、壓電性能的影響。
　?。?）采用溶液共混和熱壓成型的方法制備MoS2/PVDF復(fù)合材料，通過X射線衍射儀（XRD）、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）、掃描電鏡（SEM）對(duì)MoS2/PVDF復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，結(jié)果顯示，MoS2的加入有利于PVDFβ晶型的生成，且溶液共混

3、的方法有助于提高M(jìn)oS2在PVDF基體中的分散性。介電、壓電測試結(jié)果顯示，MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％時(shí)，介電常數(shù)達(dá)到50，比純的PVDF提高了近5倍，但是介電損耗也隨之增加。當(dāng)MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，復(fù)合材料的壓電常數(shù)達(dá)到了9pC/N，比純的PVDF略有提高。力學(xué)性能測試結(jié)果表明MoS2對(duì)PVDF具有良好的增韌效果。
　　（2）采用液相超聲剝離法制備高濃度單片層MoS2，通過紫外分光光度計(jì)對(duì)MoS2納米片分散液濃度進(jìn)行定量分析

4、。透射電鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）結(jié)果顯示，液相超聲法制備MoS2納米片主要以單片層形式存在。MoS2納米片與MoS2本體粉末相同，均可以促進(jìn)PVDFβ晶型的生成，并對(duì)PVDF具有增韌的作用。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)MoS2納米片較大的比表面積，提供了較大的界面面積，有利于介電、壓電性能的提高。當(dāng)MoS2納米片的含量為1%時(shí)，壓電常數(shù)為26pC/N，是純的PVDF的4倍。
　?。?）采用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）對(duì)MoS2納米片進(jìn)行包覆