Анализ кристаллических фаз электроактивных форм композита сополимера поливинилиденфторида и тетрафторэтилена с нанографитом

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние условий кристаллизации сополимера винилидендфторида (ВДФ) с тетрафторэтиленом (ТФЭ) (Ф-42) из апротонных растворителей диметилсульфоксида (ДМСО) и диметилформамида (ДМФ) в изотермических условиях при температуре 60, 90, 150°С на фазовый состав пленок. Исследовано содержание кристаллических фаз в пленках Ф-42 методами ИК-фурье-спектроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света, рентгенофазового анализа. Изучено влияние наполнения пленок сополимера нанографитом на фазы кристалличности. Наполнение нанографитом изменяет кристаллическую структуру пленок полимерного пьезоэлектрика и их пьезоэлектрические свойства, формируя электроактивные β- и γ-фазы с высоким содержанием при кристаллизации из 5 мас. % растворов апротонных растворителей. Установлены некоторые особенности анализа содержания кристаллических аллотропных фаз указанными методами. Общее содержание кристаллических электроактивных фаз сополимера ВДФ/TФЭ при изотермической кристаллизации из ДМСО и ДМФ составило 96–98%, тогда как содержание β-фазы 75–80%.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. И. Бачурин

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

Н. Г. Савинский

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

А. П. Храмов

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Email: artem.khramov.99.99@mail.ru
Россия, Ярославль, 150003

М. А. Смирнова

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

Р. В. Селюков

Ярославский филиал Физико-технологического института им. К.А. Валиева РАН

Email: vibachurin@mail.ru
Россия, Ярославль, 150067

Список литературы

  1. Наумова О.В., Генералов В.М., Зайцева Э.Г., Латышев А.В., Асеев А.Л., Пьянков С.А., Сафатов А.С. // Микроэлектроника. 2021. Т. 50. С. 166. https://doi.org/10.31857/S0544126921030066
  2. Weinhold S., Litt M.H., Lando J.B. // Macromolecules. 1980. V. 13. P. 1178. https://doi.org/10.1063/1.327425
  3. Bužarovska A., Kubin M., Makreski P., Zanoni M., Gasperini L., Selleri G., GualandiС. // J. Polymer Res. 2022. V. 29. № 7. P. 272. https://doi.org/10.1007/s10965-022-03133-z
  4. Singh P., Borkar H., Singh B.P., Singh V.N., Kumar A. // AIP Adv. 2014. V. 4. № 8. P. 4. https://doi.org/10.1063/1.4892961
  5. Guo S., Duan X., Xie M., Aw K.C., Xue Q. // Micromachines. 2020. V. 11. P. 1076. https://doi.org/10.20944/preprints202011.0262.v1
  6. Liu Y., Aziguli H., Zhang B., Xu W., Lu W., Bernholc J., Wang, Q. // Nature. 2018. V. 562. № 7725. P. 96. https://doi.org/10.1038/s41586-018-0550-z
  7. Ramaiah N., Raja V., Ramu C. // Oriental J. Chem. 2021. V. 37. № 5. P. 1. https://doi.org/10.13005/ojc/370513
  8. Guo S., Duan X., Xie M., Aw K.C., Xue Q.G. // Micromachines. 2020. V. 11. P. 1076. https://doi.org/10.3390/mi11121076
  9. Davis G.T., McKinney J.E., Broadhurst M.G., Roth S. // J. Appl. Phys. 1978. V. 49. P. 4998. https://doi.org/10.1063/1.324446
  10. Grushevski E., Savelev D., Mazaletski L., Savinski N., Puhov D. // J. Phys. Conf. Ser. 2021. V. 2086. P. 012014. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2086/1/012014
  11. Furukawa T. // Phase Transitions: A Multinational J. 1989. V. 18. P. 143. https://doi.org/10.1080/01411598908206863
  12. Живулин В.Е., Хайранов Р.Х., Злобина Н.А., Песин Л.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 11. С. 36. https://doi.org/10.31857/S1028096020110175
  13. Живулин В.Е., Евсюков С.Е., Чалов Д.А., Морилова В.М., Андрейчук В.П., Хайранов Р.Х., Маргамов И.Г., Песин Л.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 9. С. 3. https://doi.org/10.31857/S1028096022090217
  14. Тарасов А.В. Взаимодействие фторполимера (сополимера тетрафторэтилена и винилиденфторида) с переходными металлами (Ta, Nb, Ti, W, Mo, Re): Автореф. дис. … канд. хим. наук: 02.00.04. М.: ИОНХ, 2010. 119 с.
  15. Gregorio J.R., Cestari M. // J. Polymer Sci. B. 1994. V. 32. № 5. P. 859. https://doi.org/10.1002/polb.1994.0903205
  16. Benz M., Euler W.B. // J. Аppl. Рolymer. Sci. 2003. V. 89. P. 1093. https://doi.org/10.1002/app.12267
  17. Shaik H., Rachith S.N., Rudresh K.J., Sheik A.S., Raman K.H.T., Kondaiah P., Mohan G. // J. Polym. Res. 2017. V. 24. Р. 1. https://doi.org/10.1007/s10965-017-1191-x
  18. Li X., Wang Y., He1 T., Hu Q., Yang Y. // J. Mater. Sci.: Mater. Electronics. 2019. V. 30. Р. 20174. https://doi.org/10.1007/s10854-019-02400-y
  19. Li Y., Xu J.Z., Zhu L., Zhong G.J., Li Z.M. // J. Phys. Chem. B. 2012. V. 116. P. 14951. https://doi.org/10.1021/jp3087607
  20. Cai X., Lei T., Sun D., Lin L. // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 15382. https://doi.org/10.1039/c7ra01267e
  21. Li X., Wang Y., He T., Hu Q., Yang Y. // J. Mater. Sci.: Mater. Electronics. 2019. V. 30. P. 20174. https://doi.org/0.1007/s10854-019-02400-y
  22. Chen C., Cai F., Zhu Y., Liao L., Qian J., Yuan F.G., Zhang N. // Smart Mater. Struct. 2019. V. 28. P. 065017. https://doi.org/10.1088/1361-665X/ab15b7
  23. Vasic N., Steinmetz J., Görke M., Sinapius M., Hühne C., Garnweitner G. // Polymers. 2021. V. 13. P. 3900. https://doi.org/10.3390/polym13223900
  24. BoccaccioT., BottinoA., CapannelliG., PiaggioP. // J. Membrane Sci. 2002. V. 210. P. 315. https://doi.org/10.1016/s0376-7388(02)00407-6
  25. Simoes R.D., Job A.E., Chinaglia D.L., Zucolotto V., Camargo‐Filho J.C., Alves N., Constantino C.J.L. // J. Raman Spectrosc. 2005. V. 36. P. 1118. https://doi.org/10.1002/jrs.1416
  26. Ueda A., Ali O., Zavalin A., Avanesyan S., Collins W.E. // Biosensors and Bioelectronics Open Access. 2018. V. 2018. P. BBOA-111. https://doi.org/10.29011/BBOA-111.100011
  27. Kobayashi M., Tashiro K., Tadokoro H. // Macromolecules. 1975. V. 8. P. 158. https://doi.org/10.1021/ma60044a013
  28. Miranda T., Riosbaasa V., Lohb K.J., O’Bryanc G., Loyola B.R. // Proc. SPIE. 2014. V. 9061. P. 235. https://doi.org/10.1117/12.2045430
  29. Chapron D., Rault F., Talbourdet A., Lemort G., Cochrane C., Bourson P., Devaux E., Campagne C. // J. Raman Spectrosc. 2021. https://doi.org/10.1002/jrs.6081. HAL Id: hal-03163716. https://hal.univ-lorraine.fr/hal-03163716
  30. Job A.E., Simoes R.D., J.A. Giacometti J.A., Zucolotto V., Oliveira O.N., Gozzi J.G., Chinaglia D.L., Constantino C.J.L. // Appl. Spectrosc. 2005. V. 59. P. 275. https://doi.org/10.1366/000370205358533
  31. Кочервинский В.В., Сульянов С.Н. // ФТТ. 2006. Т. 48. С. 1016. http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/3441
  32. Кочервинский В.В., Малышкина И.А., Воробьев Д.В., Бессонова Н.П. // ФТТ. 2010. Т. 52. С. 1841. http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/1979
  33. Кочервинский В.В. // Russ. Chem. Rev. 1996. V. 65. P. 865. https://doi.org/ 10.1070/RC1996v065n10ABEH000328
  34. Кочервинский В.В., Мурашева Е.М. // Высоком. соединения. А. 1991. Т. 33. № 10. С. 2096.
  35. Кочервинский В.В., Киселев Д.А., Малинкович М.Д., Павлов А.С., Козлова Н.В., Шмакова Н.А. // Высокомол. соединения. А. 2014. Т. 56. С. 53. https://doi.org/10.7868/S2308112014010064

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. ИК-фурье-спектры образцов Ф-42, кристаллизованных при 60°С из раствора: ДМСО/Ф-42 (1); ДМФ/Ф-42 (2); ДМФ/Ф-42–нанографит (3); ДМСО/Ф-42–нанографит (4).

Скачать (167KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Спектр КРС порошка Ф-42.

Скачать (163KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Спектр КРС пленки Ф-42, кристаллизованной из 5 мас. % Ф-42 в ДМСО с добавлением 5 мас. % нанографита при 60°С в течение 72 ч после процедуры разделения спектрального отклика.

Скачать (169KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектр КРС нижней стороны образца пленки, кристаллизованной из 5 мас. % Ф-42, наполненного 5 мас. % нанографита, при 60°С в течение 72 ч из раствора ДМСО. В спектре наблюдаются два пика D (полоса около 1340 см–1) и G-полоса около 1570 см–1.

Скачать (80KB)
Метаданные
6. Рис. 5. РЭМ-изображение поверхности образца пленки Ф-42, наполненного 5 мас. % нанографита.

Скачать (347KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Дифрактограмма образца исходного порошка Ф-42 после процедуры разделения пиков.

Скачать (156KB)
Метаданные

© Институт физики твердого тела РАН, Российская академия наук, 2024