鐵電聚合物與單壁碳納米管的相互作用研究.pdf

1、有機(jī)PVDF（聚偏二氟乙烯）材料有絕緣、透明、化學(xué)穩(wěn)定、抗輻射、柔韌等諸多優(yōu)良特性，尤其當(dāng)其呈β相結(jié)晶時(shí)，更有杰出的鐵電性能。然而α相是PVDF最常見和穩(wěn)定的相，傳統(tǒng)得到β相結(jié)晶的方法（諸如拉伸、施加電場、合成共聚物和熔融態(tài)結(jié)晶等）都比較困難，限制了PVDF材料的應(yīng)用。近些年，人們發(fā)現(xiàn)如果在PVDF中摻入少量的碳納米管，即可引導(dǎo)PVDF基體呈現(xiàn)出β相結(jié)晶。同時(shí)，該復(fù)合材料有很高的介電常數(shù)，在鐵電存貯器、壓電/熱電傳感器、超級電容、柔性晶

2、體管等領(lǐng)域有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　然而，人們對PVDF與單壁碳納米管之間的作用機(jī)理尚不清楚，而且發(fā)現(xiàn)當(dāng)該復(fù)合物薄膜被用作晶體管的柵介質(zhì)時(shí)存在較大的漏電。故我們的工作主要研究了PVDF與單壁碳納米管的相互作用，以及該復(fù)合物薄膜的導(dǎo)電、漏電機(jī)理。
　　本工作中，研究了聚偏二氟乙烯與單壁碳納米管的復(fù)合物溶液及薄膜的制備工藝，作為研究該復(fù)合物材料的基礎(chǔ)。
　　由于相互作用的存在，單壁碳納米管可以在含氟聚合物基體中形成良好的分散

3、。通過拉曼測量，相較于原始單壁碳納米管的數(shù)值和純凈聚偏二氟乙烯的數(shù)值，單壁碳納米管/聚偏二氟乙烯復(fù)合材料在拉曼頻譜的頻率和強(qiáng)度上都展示出了相當(dāng)大的改變。這種現(xiàn)象是源于金屬性納米管有非零的費(fèi)米電子，而小直徑管子有較大的彎曲導(dǎo)致的應(yīng)變能，故聚合物與金屬性單壁碳納米管發(fā)生選擇性的相互作用，尤其是與小直徑的管子。另外，由傅里葉變換紅外光譜儀和壓電力顯微鏡所展示的結(jié)果可知，金屬性單壁碳納米管的選擇性分散誘導(dǎo)了聚偏二氟乙烯β鐵電相的顯著增強(qiáng)。