功能性離子液體及其修飾石墨烯對聚偏氟乙烯的晶型調控與機理研究.pdf

1、文通過溶液共混與真空熱壓法分別將含有PEG長鏈的咪唑基離子液體、甲基丙烯酸甲酯與烯丙基咪唑離子液體共聚物修飾石墨烯(Gra)以及長鏈烷基離子液體修飾Gra混入聚偏氟乙烯(PVDF)中，制備了高極性晶體含量與功能化薄膜，系統(tǒng)地研究了功能性離子液體與離子液體共聚物修飾Gra對PVDF的晶型與性能的影響，并用結晶動力學研究了PVDF結晶機制的變化，獲得創(chuàng)新性研究成果。論文的研究內容主要包括以下三個部分:
　　(1)在PVDF中混入含有P

2、EG長鏈離子液體后，離子液體的咪唑陽離子和PVDF的＞CF2-基團之間的相互作用可以促進極性的β/γ晶體生成，在熱退火作用下，離子液體的PEG鏈段與PVDF的＞CF2-基團之間的相互作用可以促進處于無定形區(qū)域的PVDF分子鏈按照模板繼續(xù)折疊為極性晶體。通過共混物的介電頻率譜，發(fā)現基體中混入離子液體和熱退火作用可以提高直流電導率和MWS極化，而MWS極化、離子極化和直流電導可以提高介電常數。
　　(2)以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和1

3、-乙烯基-3-乙基咪唑溴鹽（IL）為單體合成P[MMA-IL]共聚物，用于修飾Gra，制備了三元納米復合薄膜。數據表明P[MMA-IL]會通過咪唑陽離子-偶極子作用誘導β晶體;通過咪唑陽離子-π強相互作用，P[MMA-IL]對模板劑Gra表面進行修飾，協(xié)同誘導作用增強。POM照片表明α晶體在生長過程中，MMA鏈段會嵌入到球晶的晶片空隙中，引起結構疏松;離子-偶極子和IL成核作用導致β晶體尺寸較小，結晶較快。介電行為研究表明PMMA及其修

4、飾Gra降低PVDF的結晶度和鏈濃度，導致界面極化和取向極化較弱，介電響應較弱;而P[MMA-IL]修飾Gra誘導的β晶體、以及IL鏈段在界面的離子極化使得界面極化作用增強，介電響應增強。
　　(3)研究溴化1-十六烷基-3-甲基咪唑修飾Gra對PVDF結晶動力學的影響，測量等溫和非等溫結晶的動力學參數如相對結晶度(Xt)、半結晶時間(t1/2）、結晶速率常數(Z)、Avarami指數（n)和活化能(Ea)。對PVDF/0.5IL