【摘 要】
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聚合物具有多层次结构,通过对聚合物的微观结构如晶型,晶体结构进行调控以改善其宏观性能具有重要意义。本文选择了两种典型的介电材料:聚偏氟乙烯（PVDF）和聚丙烯（PP）,利用拉伸、淬冷、退火、熔融重结晶等技术对聚合物的晶型、晶粒尺寸、片晶厚度等多尺度凝聚态结晶结构进行了调控,同时研究了不同工艺下聚合物的电荷存储性能,并进一步对其结构性能关系进行了探究。主要结论如下:1.制备了具有单一组分的纯γ-PV
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聚合物具有多层次结构,通过对聚合物的微观结构如晶型,晶体结构进行调控以改善其宏观性能具有重要意义。本文选择了两种典型的介电材料:聚偏氟乙烯（PVDF）和聚丙烯（PP）,利用拉伸、淬冷、退火、熔融重结晶等技术对聚合物的晶型、晶粒尺寸、片晶厚度等多尺度凝聚态结晶结构进行了调控,同时研究了不同工艺下聚合物的电荷存储性能,并进一步对其结构性能关系进行了探究。主要结论如下:1.制备了具有单一组分的纯γ-PVDF,用傅里叶变换红外（FTIR）、广角/小角X射线仪（WAXD/SAXS）原位追踪了γ晶在拉伸过程中向β晶的相变过程。研究了拉伸温度和拉伸速率对相变的影响规律。发现当拉伸温度为110℃、拉伸速率为900μm/s最有利于γ晶向β晶的晶型转变。相比于α晶在拉伸过程向β晶的相变过程,在同样的拉伸条件下γ样品更容易发生晶型转变且晶型转变生成β晶的含量更高。结合WAXD/SAXS实验表明,γ晶在拉伸过程先发生相变后发生取向,而α晶样品则先发生取向后发生相变。2.制备了聚丙烯熔喷布和聚丙烯薄膜两种形态的样品。并采用退火、熔融重结晶、淬冷-退火三种方式对所制备的样品进行了处理。利用差示扫描量热仪（DSC）、WAXD/SAXS、原子力显微镜（AFM）等技术对样品的晶体形态、晶体结构、片晶厚度等结构参数进行了表征;此外对所制备的样品进行驻极并对其电荷量、电荷的衰减过程进行了原位追踪。结果表明片晶组成的网络结构而不是结晶度是决定电荷性质的关键因素。在重结晶过程中形成的晶体越小、片晶网络越致密、晶区/非晶区的界面长度越长,电荷存储性能越好。在适当的温度下对片晶网络进行退火,可以使片晶排列更有序,从而使电荷性能更优。然而,较高的退火温度会导致较薄的片晶熔融以及刚性非晶相的减少,从而损害电荷性能。
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