P(VDFTrFE)混合薄膜形貌的原子力显微镜研究.pdf

第 28卷 第2期 电 子 显 微 学 报 Vo1．28．No．2 2009年 4月 JournalofChineseElectronMicroscopySociety 2oo9．04 文章编号：1000—6281(2009)02—0101—06 PVDF／P(VDF—TrFE)混合薄膜形貌的原子力显微镜研究 沈 杰，李伟平，诸跃进 (宁波大学物理系，浙江 宁波 315211) 摘 要：利用原子力显微镜研究PVDF／P(VDF-TrFE)混合薄膜的结晶形貌受退火温度的影响，发现随着退火温度的 升高，两种成份的结晶情况各异，并受到分子链 间的作用而互相影响。a相的PVDF大球 晶结构受P(VDF．TrFE)分 子链 的影响不易转化成 口相的小球 晶。在 P(VDF．TrFE)的熔融温度 以上退火后 ，P(VDF—TrFE)结晶成长纤维状 晶 体 ，并随着退火温度的升高而长大。共混薄膜 中发生 了两种类型的相分离，P(VDF-TrFE)的结晶可 以使整个混合薄 膜的宏观相容性得到提高，使两种成份 的分层现象消失。 关键词 ：晶体形貌 ；共混薄膜 ；退火温度 ；原子力显微镜 中图分类号：0469；0522 ．2；TG115．215．7 文献标识码 ：A 聚偏氟 乙烯 (polyvinylidenefluoride，PVDF)及其 以下退火后形成明显 的 a相较大球晶，且大球晶随 共聚物具有 良好的压电、热电和铁电性能¨。，广泛 着退火温度升高逐渐变成 B相的小球晶和部分无定 用于新 型存储器、电容器、机 电、热 电转换器等方 型态 ¨。另外 ，温度是影响聚合物结晶行为的重要 面 。而以PVDF为基的纳米复合材料研究是 当 因素，当前对铁电高聚物的研究一般把退火温度集 前 电介质物理和材料物理领域的一个热点问题。研 中在居里温度和熔融温度之间 ’“，而在熔点以上 究表明，PVDF与陶瓷粉末、碳纳米管、金属纳米颗 的研究较少 引起人们 的重视。近期，作者发现 P 粒等复合改性薄膜的介电常数得到了很大提高，与 (VDF．TrFE)薄膜在熔点以上形成长度为几个微米的 四氧化三铁颗粒复合还可以制成高性能的磁性复合 纤维状 晶体 。鉴于原子力显微镜是当代能在纳 膜 ～ 。 米尺度、分子水平研 究微观物质 结构 的重要工 另一方面 ，聚偏氟 乙烯 (PVDF)和聚偏氟乙烯 具 ，本文拟通过原子力显微镜 电子扫描探针技 与聚三氟乙烯 (P01vtrinuoroethvlene，TrFE)的共聚物 P 术 ，研究 PVDF／P(VDF．TrFE)混合薄膜更宽温度范围 (VDF—TrFE)与其它聚合物的复合材料 的研究也陆续 内的结晶行为 ，特别是在 P(VDF．TrFE)的熔融温度 展开。在聚合物与聚合物的混合物 中，往往是部分 以上对 PVDF／P(VDF—TrFE)混合薄膜结晶形貌 的观 相溶的，并且其物理性质、形貌变化等会随着两种聚 察。 合物质量 比的变化而发生渐变和性能 的改善 。 其实，对 PVDF／P(VDF．TrFE)混合薄膜 的相容 PVDF在和其它聚合物混合时，它 的性质会受到另 性、结晶状态下的结构和热性质的研究 已经引起 了 一 聚合物的影响而产生不易结 晶、分层和相容性随 人们的关注 ，研究表明这种共混物在液相相容而在 结晶相是不相容的¨ ，处于一种亚稳定状态并导致 比例改变等有趣现象 ’。P(VDF—TrFE)具有很好 的铁电性，它和其它聚合物混合后的结 晶性和铁电 了有趣 的结晶现象的发生并产生物理、化学性能上