偏氟乙烯-三氟乙烯二元共聚物薄膜介电性能研究.pdf

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1、第40卷，第l2期工程塑料应用v0l-4o，No．12892012年l2月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONDec．2012～doi：lO．3969／j．issn．1001-3539．2012．12．021偏氟乙烯一三氟乙烯二元共聚物薄膜介电性能研究王清海，刘爱云，张建芹，李新开，张军英。章玉斋(中国兵器工业集团第五三研究所，济南250031)摘要：采用溶液流延工艺制备了偏氟乙烯一三氟乙烯二元共聚物薄膜材料，并测试薄膜的介电强度和介电系数。对制备的二元共聚物薄膜进行高能电子辐照处理，对处理前后的薄膜材料进

2、行介电性能测试，并计算了偏氟乙烯均聚物和偏氟乙烯一三氟乙烯二元共聚物薄膜材料的理论储能密度。结果表明，辐照后二元共聚物薄膜介电系数大大提高，介电强度降低；无论辐照与否，二元共聚物薄膜理论储能密度均低于偏氟乙烯均聚物薄膜。关键词：聚偏氟乙烯；介电性能；储能密度中图分类号：O631．2+3文献标识码：A文章编号：1001．3539(2012)12．0089．03DielectricPerformanceofPoly(VinylideneFluorideChlorotrifluoroethlene)FilmsWangQinghai，Li

3、uAiyun，ZhangJianqin，LiXinkai，ZhangJunying，ZhangYuzhai(CNGCInstitute53，Jinan250031，China)Abstract：Poly(vinylidenefluoridechlorotrifluoroethylene)(PVDF—TtFE)filmswerepreparedbytapecastingmethod．Thedielectricconstantandthedielectricstrengthweretested．PVDF-TrFEfilmsweredi

4、sposedwithhigh—octaneelectronicradiationandthedielectricpropertiesofthefilmswerecomparedbetweenpre—disposedandafter-disposed．Reservesdensityofvinylidenefluoride(VDF1andPVDF—TtFEfilmswascalculated．TheresultsshowedthatthedielectricconstantoftheP(VDF．TrFE)filmswasenhance

5、dbydisposingwithhigh—octaneelectronicradiation，butthedielectricstrengthreduced．Whetherradiatedornon-radiated，theacademicreservesdensityofthePVDF—TrFEfilmswasalsolowerthanVDFfilms．Keywords：poly(vinylidenefluoride)：dielectricperformance；reservesdensity聚偏氟乙烯(PVDF)是一种含有强极

6、性基团的能电子辐照处理，极大地改善了PVDF固有的电滞高分子材料，其相对介电系数(8)可达到10左右，回线特性(见图2)。但PVDF是一种典型的压电材料，作为储能材料在吕0充放电过程中存在明显的电滞回线，见图1。导致●Ui在放电过程中储存的电荷释放不完全，放电效率低，＼限制了其在电容器方面的应用。想鬟_JP电场强度／V·mm图2P(VDF—TrFE)共聚物薄膜电滞回线美国宾夕法尼亚大学的科学家进一步开展了／一偏氟乙烯与三氟氯乙烯(CTFE)、TrFE等多元共聚，／0／E物的介电特性研究，在不经高能电子辐照的条件下，／兰／材料的介电

7、系数、介电强度比PVDF均有明显的提高，并且消除了PVDF的介电滞后。美国战略聚合图1PVDF电滞回线物科学公司(SPS)与宾夕法尼亚大学合作，研制的近几年，围绕着改善PVDF薄膜电滞回线，提脉冲电容器原理器件的储能密度达到5～8MJ／高放电效率问题，国际上进行了深入的研究1-6]~美国宾夕法尼亚大学开展细电滞回线PVDF介电薄联系人：王清海，研究员，主要从事有机压电薄膜及器件方面的膜的研究，采用三氟乙烯(TrFE)与偏氟乙烯共聚，研究工作形成一系列不同共聚比例的二元共聚物，并采用高收稿Et期：2012．09—16工程塑料应用20

8、12年，第4O卷，第l2期m，放电效率90％以上，放电时间毫秒量级。价值的研究成果。通过化学、物理改性，可明显提高总之，围绕提高PVDF薄膜储能密度、放电效其储能密度、放电效率。表1列出了近几年典型研率，国际上开展了大量的研究，产生了一批极具应用究