功能性離子液體及其修飾石墨烯對(duì)聚偏氟乙烯的晶型調(diào)控與機(jī)理研究.pdf

1、文通過(guò)溶液共混與真空熱壓法分別將含有PEG長(zhǎng)鏈的咪唑基離子液體、甲基丙烯酸甲酯與烯丙基咪唑離子液體共聚物修飾石墨烯(Gra)以及長(zhǎng)鏈烷基離子液體修飾Gra混入聚偏氟乙烯(PVDF)中，制備了高極性晶體含量與功能化薄膜，系統(tǒng)地研究了功能性離子液體與離子液體共聚物修飾Gra對(duì)PVDF的晶型與性能的影響，并用結(jié)晶動(dòng)力學(xué)研究了PVDF結(jié)晶機(jī)制的變化，獲得創(chuàng)新性研究成果。論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)部分:
　　(1)在PVDF中混入含有P

2、EG長(zhǎng)鏈離子液體后，離子液體的咪唑陽(yáng)離子和PVDF的＞CF2-基團(tuán)之間的相互作用可以促進(jìn)極性的β/γ晶體生成，在熱退火作用下，離子液體的PEG鏈段與PVDF的＞CF2-基團(tuán)之間的相互作用可以促進(jìn)處于無(wú)定形區(qū)域的PVDF分子鏈按照模板繼續(xù)折疊為極性晶體。通過(guò)共混物的介電頻率譜，發(fā)現(xiàn)基體中混入離子液體和熱退火作用可以提高直流電導(dǎo)率和MWS極化，而MWS極化、離子極化和直流電導(dǎo)可以提高介電常數(shù)。
　　(2)以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1

3、-乙烯基-3-乙基咪唑溴鹽（IL）為單體合成P[MMA-IL]共聚物，用于修飾Gra，制備了三元納米復(fù)合薄膜。數(shù)據(jù)表明P[MMA-IL]會(huì)通過(guò)咪唑陽(yáng)離子-偶極子作用誘導(dǎo)β晶體;通過(guò)咪唑陽(yáng)離子-π強(qiáng)相互作用，P[MMA-IL]對(duì)模板劑Gra表面進(jìn)行修飾，協(xié)同誘導(dǎo)作用增強(qiáng)。POM照片表明α晶體在生長(zhǎng)過(guò)程中，MMA鏈段會(huì)嵌入到球晶的晶片空隙中，引起結(jié)構(gòu)疏松;離子-偶極子和IL成核作用導(dǎo)致β晶體尺寸較小，結(jié)晶較快。介電行為研究表明PMMA及其修

4、飾Gra降低PVDF的結(jié)晶度和鏈濃度，導(dǎo)致界面極化和取向極化較弱，介電響應(yīng)較弱;而P[MMA-IL]修飾Gra誘導(dǎo)的β晶體、以及IL鏈段在界面的離子極化使得界面極化作用增強(qiáng)，介電響應(yīng)增強(qiáng)。
　　(3)研究溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑修飾Gra對(duì)PVDF結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的影響，測(cè)量等溫和非等溫結(jié)晶的動(dòng)力學(xué)參數(shù)如相對(duì)結(jié)晶度(Xt)、半結(jié)晶時(shí)間(t1/2）、結(jié)晶速率常數(shù)(Z)、Avarami指數(shù)（n)和活化能(Ea)。對(duì)PVDF/0.5IL