原位高压下聚偏二氟乙烯(PVDF)的结构相变

张升瀚 李婷 张晓军 陈志强

张升瀚, 李婷, 张晓军, 陈志强. 原位高压下聚偏二氟乙烯(PVDF)的结构相变[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251174
引用本文: 张升瀚, 李婷, 张晓军, 陈志强. 原位高压下聚偏二氟乙烯(PVDF)的结构相变[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20251174
ZHANG Shenghan, LI Ting, ZHANG Xiaojun, CHEN Zhiqiang. Polyvinylidene Fluoride (PVDF) Phase Transitions under in-Situ High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251174
Citation: ZHANG Shenghan, LI Ting, ZHANG Xiaojun, CHEN Zhiqiang. Polyvinylidene Fluoride (PVDF) Phase Transitions under in-Situ High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20251174

原位高压下聚偏二氟乙烯(PVDF)的结构相变

doi: 10.11858/gywlxb.20251174

Polyvinylidene Fluoride (PVDF) Phase Transitions under in-Situ High Pressure

  • 摘要: 聚偏二氟乙烯(PVDF)是一种多用途的半结晶聚合物,具有优异的压电、热释电和介电性能,广泛应用于传感器、能源设备和生物医学等领域。其性能受结晶度和多晶结构(α,β,γ,δ,ε)的影响,其中极性 β相比非极性α 相具有更好的机电性能。然而,α相仍然是热力学最稳定和最容易获得的形式。利用原位X射线衍射和傅里叶红外光谱技术研究了 PVDF 在高压下的结构演变。在常压条件下,PVDF粉体主要以α相存在,并伴有少量β相。随着压力升高(0–20 GPa),α相逐渐减少,新的衍射峰和振动带位移表明发生了α → β和 β → γ的相变过程,β相含量显著增加,γ相亦随之生成。当压力进一步升高至20 GPa以上,晶格发生严重畸变,晶体长程有序结构被破坏,导致衍射峰展宽并最终非晶化。本研究揭示了压力诱导下 PVDF 分子链重排与多晶型转化之间的复杂相互作用,阐明了其高压相变路径与结构演化规律。研究结果不仅深化了对 PVDF 结构–性能关系的理解,也为其在极端环境下的性能调控与高压技术应用提供了理论依据。

     

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  • 网络出版日期:  2025-11-26

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