不同制备条件对聚偏氟乙烯纳米线生长的影响

夏 凯， 李迎春， 李 曦， 李 洁*， 韩 晶

(1. 中北大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 030051； 2. 中北大学 机电工程学院， 山西 太原 030051)



不同制备条件对聚偏氟乙烯纳米线生长的影响

夏 凯1， 李迎春1， 李 曦1， 李 洁1*， 韩 晶2

(1. 中北大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 030051； 2. 中北大学 机电工程学院， 山西 太原 030051)

为提高铁电聚合物聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能，利用纳米限域效应，采用模板直接浸润法，将多孔氧化铝(AAO)模板在不同浓度的PVDF的DMF溶液中自然浸润，并添加聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)作为表面修饰剂，制备了一维材料PVDF纳米线。分别研究了浸润温度、溶液浓度及表面修饰剂等因素对PVDF纳米线生长过程的影响。通过FTIR、SEM、XRD等对样品的形貌结构及性能进行了表征，进一步讨论了AAO模板中PVDF纳米线的生长机制。结果表明：模板法生长的PVDF纳米线形貌主要受溶液浓度的影响，并且当浓度为0.10 g/mL时形貌较优，其平均长度为50 μm，平均直径为180 nm，与AAO模板孔径尺寸相当；表面修饰剂PVP可在一定程度上防止纳米线团聚并且优化其尺寸均一性；AAO模板中生长的PVDF纳米线由于纳米限域效应优先向β晶相结晶，并且在生长过程中PVDF并未参与任何化学反应。

聚偏氟乙烯纳米线； 模板直接浸润法； 多孔氧化铝； 纳米约束； 压电相

1 引 言

薄膜材料的功能化一直是薄膜材料领域的发展趋势。作为柔性压电材料，聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride，PVDF) 具有体积小、质量轻、耐化学腐蚀、柔性和加工性能好、介电强度高、稳定性好等特性，并且由于其易粘贴于结构表面，对结构的力学性能影响小等优点，在传感方面有着很大的优势[1-2]。……