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中科院广州化学研究所吴昆:高导热PVDF/PVA复合薄膜的静电纺丝制备及其分子间相互作用力的研究
2021/12/17 11:34:48 admin

DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c04919

 

本研究采用静电纺丝法制备了一系列不同比例的聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醇(PVA)复合薄膜。由于分子间相互作用力,上述薄膜的最高热导率为2.434 W m-1 K-1,比没有强分子间相互作用力的纯PVDF薄膜高约60%。红外和广角X射线衍射(WXAD)证明,PVDF作为热桥增强了内部相互作用力,使内部结构更加规整。激光法表明分子间相互作用较强的薄膜具有较高的热扩散率。利用分子动力学探究了体系的热膨胀率,发现分子间相互作用力和热桥能有效抑制分子链的活性,减小其自由体积。通过深入研究分子间相互作用力和热桥对聚合物的影响,发现静电纺丝可以方便有效地改善聚合物结构的有序性。综上所述,静电纺丝法和分子间相互作用的结合能够显著提高聚合物共混物的固有热导率。

 

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图1.PFx双组分纳米纤维的形成过程示意图。


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图2.PF0(a),PF3(b)和PF10(c)表面形貌的SEM图像。PF0、PF3和PF10的孔径和孔隙率(d)。


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图3.PF0、PF5和PF10的FT-IR光谱(a),PF3、PF5、PF8和PF10中C-F振动(b)和OH峰的FT-IR光谱详细数据(c)。


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图4.(a)PF0、PF3、PF5、PF8和PF10的WXRD和(b)FWHM。


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图5.PFx的热扩散率(a),热导率(b),红外热成像(c)和热传导率(d)。


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图6.PFx的应力-应变曲线(a),应力-应变样品(b)和拉伸强度(c)。


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图7.PF0、PF3和PF10从300到600K的归一化体积(a)以及由LFA和NEMD测量的热导率(b)。


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