聚偏氟乙烯基准线性介电复合膜论文发表于Macromolecules期刊
发布时间:2023-01-12 文章来源:刘春燕完全消除聚偏氟乙烯(PVDF)固有的非线性铁电行为,同时保持其高介电常数是一项艰巨的任务。在该研究中,通过熔融共混和热拉伸工艺实现了PVDF基全有机聚合物介电膜的可批量制备。复合膜中,含有60 vol%聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组分,PVDF的-CF2基团与PMMA的羰基之间的偶极/偶极相互作用或氢键作用使得PVDF几乎完全非晶,从而显著降低了PVDF的电滞损耗。结果表明,强拉伸流动场使得PMMA/PVDF复合薄膜中的非晶区偶极高度取向,极大地提高了薄膜的介电常数和击穿强度。同时复合薄膜具有较低的剩余极化,变现为准线性介电行为,在650 MV/m的电场下,放电能量密度高达17.6 J/cm3,放电能量效率高达88.0%。目前为止,在PVDF或其共聚物基的全有机介电聚合物薄膜中,同时拥有高能量密度和低电滞损耗很难实现,所以本研究工作具有高的吸引力。对微观非晶结构与宏观介电性能关系的新认识有助于消除PVDF固有的非线性铁电行为,促进其在薄膜电容器领域的应用。
Chun-Yan Liu, De-Long Li, Yue Li, Ling Xu, Xin Meng, Gan-Ji Zhon , Hua-Dong Huang*, Zhong-Ming Li*. Enhanced quasi-linear dielectric behavior of polyvinylidene fluoride via confined crystallization and aligned dipole polarization. Macromolecules, 2022, 55, 9680-9689,DOI: 10.1021/acs.macromol.2c01783.