Пьезоактивные композиционные системы на основе пористых пленок поливинилиденфторида и слоев проводящих полимеров в качестве электродов
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2021-2-1-25-32Ключевые слова:
поливинилиденфторид, полианилин, полипиррол, пористые пленки, электропроводность, пьезомодульАннотация
Получены композиционные системы, содержащие пористые пленки поливинилиденфторида и электропроводящие полимеры — полианилин и полипиррол. Пористые подложки были приготовлены в процессе, основанном на экструзии расплава. Методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии показано, что пористые пленки ПВДФ имеют рельефную поверхность, а увеличение шероховатости поверхности приводит к улучшению гидрофильности пленок. Слои проводящих полимеров на поверхности пористых подложек формировали окислительной полимеризацией in situ в растворе мономера. Установлено, что проводящие покрытия имеют высокую адгезию к пористым подложкам, обусловленную рельефным характером поверхности пленки ПВДФ. Поверхностная и объемная проводимости композитов составляли величины порядка 101 См/см и 10-6–10-5 См/см соответственно. Слои проводящих полимеров использовали в качестве электродов для поляризации композитов и измерения пьезомодуля d31. Максимальное значение d31 составило 18 пКл/Н.
Библиографические ссылки
Bar-Cohen, Y., Zhang, Q. (2008) Electroactive polymer actuators and sensors. MRS Bulletin, 33 (3), 173–181. https://www.doi.org/10.1557/mrs2008.42 (In English)
Branciforti, M. C., Sencadas, V., Lanceros-Mendez, S., Gregorio Jr., R. (2007) New technique of processing highly oriented poly(vinylidene fluoride) films exclusively in the β phase. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics, 45 (19), 2793–2801. https://www.doi.org/10.1002/polb.21239 (In English)
Boinovich, L. B, Emelyanenko, A. M. (2008) Hydrophobic materials and coatings: Principles of design, properties and applications. Russian Chemical Reviews, 77 (7), 583–600. https://www.doi.org/10.1070/RC2008v077n07ABEH003775 (In English)
Chang, Y. M., Lee, J. S., Kim, K. J. (2007) Heartbeat monitoring technique based on corona-poled PVDF film sensor for smart apparel application. Solid State Phenomena, 124–126, 299–302. https://www.doi.org/10.4028/www.scientific.net/ssp.124-126.299 (In English)
Dang, Z.-M., Yuan, J.-K., Yao, S.-H., Liao, R.-J. (2013) Flexible nanodielectric materials with high permittivity for power energy storage. Advanced Materials, 25 (44), 6334–6365. https://www.doi.org/10.1002/adma.201301752 (In English)
Dmitriev, I. Yu., Kuryndin, I. S., Lavrentyev, V. K., Elyashevich, G. K. (2017) Structure and piezoelectric properties of microporous polyvinylidene fluoride films. Physics of the Solid State, 59 (5), 1041–1046. https://www.doi.org/10.1134/S1063783417050092 (In English)
Elyashevich, G. K., Kuryndin, I. S., Rosova, E. Yu. (2002) Composite membranes with conducting polymer microtubules as new electroactive and transport systems. Polymers Advanced Technologies, 13 (10–12), 725–736. https://www.doi.org/10.1002/pat.251 (In English)
Elyashevich, G. K., Kuryndin, I. S., Dmitriev, I. Yu. et al. (2019) Orientation efforts as regulatory factor of structure formation in permeable porous poly(vinylidene fluoride) films. Chines Journal of Polymer Science, 37 (12), 1283–1289. https://www.doi.org/10.1007/s10118-019-2284-2 (In English)
Gerasimov, D. I., Kuryndin, I. S., Lavrentyev, V. K. et al. (2020) Piezoelectric properties of the oriented porous poly(vynilidene) fluoride films. AIP Conference Proceedings, 2308 (1), article 030001. https://www.doi.org/10.1063/5.0033693 (In English)
Gerhard-Multhaupt, R. (2002) Less can be more. Holes in polymers lead to a new paradigm of piezoelectric materials for electret transducers. IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 9 (5), 850–859. https://www. doi.org/10.1109/TDEI.2002.1038668 (In English)
Lebrun, L., Guyomar, D., Guiffard, B. et al. (2009) The characterisation of the harvesting capabilities of an electrostrictive polymer composite. Sensors and Actuators A: Physical, 153 (2), 251–257. https://www.doi.org/10.1016/j.sna.2009.05.009 (In English)
Liu, F., Awanis Hashim, N., Liu, Y. et al. (2011) Progress in the production and modification of PVDF membranes. Journal of Membrane Science, 375 (1–2), 1–27. https://www.doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014 (In English)
Merlini, C., Barra, G. M. O., Araujo, T. M. et al. (2014) Electrically pressure sensitive poly(vinylidene fluoride)/ polypyrrole electrospun mats. RSC Advances, 4 (30), 15749–15758. https://www.doi.org/10.1039/c4ra01058b (In English)
Ozkorucuklu, S. P., Kamile, Ö., Esengül, K. (2012) Preparation and transport properties of PPy/PVDF composite membrane. Polymers Advanced Technologies, 23 (8), 1202–1206. https://www.doi.org/10.1002/pat.2030 (In English)
Salimi, A., Yousefi, A. A. (2003) Analysis method: FTIR studies of β-phase crystal formation in stretched PVDF films. Polymer Testing, 22 (6), 699–704. https://www.doi.org/10.1016/S0142-9418(03)00003-5 (In English)
Yarysheva, A. I., Bagrov, D. V., Rukhlya, E. G. et al. (2012) Features of the delocalized crazing of high-density polyethylene in poly(ethylene oxide) solutions. Polymer Science. Series A, 54 (10), 779–786. https://www.doi.org/10.1134/S0965545X12090106 (In English)
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2021 Галина Казимировна Ельяшевич, Иван Сергеевич Курындин, Елена Юрьевна Розова, Дмитрий Игоревич Герасимов, Милана Эрнестовна Вылегжанина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
