聚偏氟乙烯-碳納米管熱電材料的制備及其性能研究.pdf

1、聚偏氟乙烯（PVDF）是一種可結(jié)晶的聚合物，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨損、耐腐蝕、高介電常數(shù)及良好的可加工性能。同時(shí)，聚偏氟乙烯塞貝克（Seebeck）系數(shù)比較高，絕熱性能好，在熱電材料領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。但聚偏氟乙烯的電導(dǎo)率低，抑制了它的應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過(guò)在PVDF中加入不同量的多壁碳納米管（MWCNT）制備了不同MWCNT含量的PVDF/MWCNT熱電薄膜。研究了其形貌結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、塞貝克系數(shù)、功率因子及

2、熱電優(yōu)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MWCNT經(jīng)酸化后與PVDF基體有良好的界面相容性，能在PVDF基體中均勻分散；同時(shí)MWCNT的加入增強(qiáng)了 PVDF的電導(dǎo)率、功率因子以及熱電優(yōu)值。當(dāng)MWCNT的填充量達(dá)到35wt.％時(shí)，其電導(dǎo)率達(dá)到了0.149S/cm，熱電優(yōu)值達(dá)到了2.37×10-4，相較于MWCNT填充量為1wt.％的樣品提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。⑵為了在碳納米管低填充量的情況下，進(jìn)一步增強(qiáng)PVDF復(fù)合材料的熱電性能，在PVDF/MWCNT中添加少

3、量Ag粒子。測(cè)試結(jié)果表明，加入少量Ag粒子之后，復(fù)合薄膜的電導(dǎo)率得到增強(qiáng)，其功率因子和熱電優(yōu)值得到了提高。當(dāng)加入2wt.％Ag粒子后，MWCNT含量為7wt.％的PVDF膜的電導(dǎo)率由6.9×10-3S/cm提高到了3.87×10-2S/cm。熱電優(yōu)值由2.69×10-5提高到了2.55×10-4。⑶通過(guò)靜電紡絲法制備添加有Ag粒子的PVDF/MWCNT的納米纖維薄膜，研究其形貌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，塞貝克系數(shù)，功率因子以及熱電優(yōu)值。測(cè)試