СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ 3
СОДЕРЖАНИЕ 4
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 7
1 Обзор литературы 7
1.1 Поливинилиденфторид 7
1.2 Идентификация и количественное определение электроактивных фаз ПВДФ 11
1.2.1. Метод ренгтенофазового анализа 11
1.2.2 Метод дифференциальной сканирующей калориметрии 12
1.2.3. Метод инфракрасной спектроскопии 14
1.3 Растворы ПВДФ 20
1.4 Наполнители 22
2 Постановка задачи работы 25
3 Методика эксперимента 25
3.1 Объекты исследования 26
3.2 Методы и методики исследования 31
4 Результаты и их обсуждение 37
4.1 Характеристика ПВДФ в гранулах промышленного производства Ошибка!
Закладка не определена.
4.2 Фазовый состав пленок ПВДФ, полученных из растворителей различной
химической природы Ошибка! Закладка не определена.
4.3 Наполнители Ошибка! Закладка не определена.
ВЫВОДЫ 38
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 63
Поливинилиденфторид (ПВДФ) - фторсодержащий полимер на основе углеродной цепи линейного строения. Обладает такими свойствами, как механическая прочность, устойчивость к коррозии, низкая проницаемость для газов и жидкостей, высокая степень кристалличности и термическая стабильность, устойчивость к ползучести при повышенных температурах.
В отличие от других широкоизвестных фторполимеров ПВДФ обладает еще одним уникальным свойством - возникновением спонтанной поляризации в кристалле, т.е. сегнетоэлектрическими свойствами. Явление электрической активности было открыто в 1969 году Каваи, и с этого момента материалы на основе ПВДФ рассматриваются как перспективные для различных практических применений. Например, для создания материалов для медицинской техники, приборов акустического импеданса в биологических тканях, материалов нелинейной оптики.
Сегнетоэлектрические свойства полимера ПВДФ проявляются только при его кристаллизации с образованием полярных кристаллических фаз (в - и у-). Но без применения специальных условий, кристаллизация полимера происходит с образованием неполярной а- фазы. В этой связи актуальным становится исследование условий образования полярных фаз. Одним из направления в данной области является варьирование химической природы растворителей, используемых в получении пленок на основе ПВДФ. Кроме того, интенсивно развивается направление, связанное с созданием композитов на основе наночастиц магнитных материалов, где магнитные свойства сочетаются с сегнет о- электрическими.
Целью данной работы стало изучение влияния природы растворителя и наполнителей на процесс кристаллизации и возможность формирования полярных фаз ПВДФ.
1 Методами ДСК, ИКС и рентгеноструктурного анализа изучен фазовый состав пленок ПВДФ, полученных из различных по химической природе растворителей, а также композитных пленок ПВДФ, содержащих нанодисперсные магнитные порошки (Fe, пермаллой (Fe-Ni) и Ni). Результаты изучения фазового состава сопоставлены с калориметрическими данными термодинамики межмолекулярного взаимодействия в растворах, используемых для получения пленок.
2 Методом изотермической микрокалориметрии получены энтальпии разбавления растворов ПВДФ в ДМФА, ДМАА, ГМФТА, НМП и смесевых растворителях, на основе ДМФА и ацетона в различных соотношениях. Это позволило рассчитать энтальпийный параметр Флори-Хаггинса межмолекулярного взаимодействия в растворах. Показано, что в рядах НМП - ДМАА - ДМФА - ГМФТА и ДМФА(30%)/ацетон(70%) - ДМФА(50%)/ацетон(50%) - ДМФА(70)/ацетон(30%) параметр Флори-Хаггинса уменьшается, что говорит об улучшении качества растворителя в указанных рядах.
3 Показано, что содержание полярных фаз полимера в пленках, полученных из различных по химической природе растворителей, коррелирует с термодинамическим сродством компонентов в растворах. Чем сильнее межмолекулярное взаимодействие в растворе, тем выше содержание полярных фаз в пленке, получаемой из этого раствора.
4 Обнаружено, что введение магнитных наполнителей (10% масс.) в пленку ПВДФ приводит к его кристаллизации преимущественно с образованием полярных фаз. С увеличением содержания наночастиц в пленках степень кристалличности и содержание поля р- ных фаз уменьшаются.
