Электроактивные полимерные системы на основе пористых пленок поливинилиденфторида
Диссертация
Прогресс в различных областях техники связан с использованием новых «интеллектуальных» материалов, способных преобразовывать различные виды энергии. Потребность в этих материалах существует в таких областях как робототехника, строительство, энергетика, медицина, средства безопасности и информации, акустика, судоходство и космос. Для разработки материалов, способных эффективно конвертировать… Читать ещё >
Список литературы
- Юревич Е.И. Основы робототехники. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 401 с.
- Bar-Cohen Y. Electroactive Polymer (ЕАР) Actuators as Artificial Muscles Reality, Potential and Challenges. Washington (USA): SPIE Press, 2001. 687 p.
- Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005. 592 с.
- Варадан В., Виной К., Джозе К. Высокочастотные микроэлектромеханические системы и их применение. М.: Техносфера, 2004. 528 с.
- Рез И.С., Поплавко Ю. Ы. Диэлектрики. Основные свойства и применение в электронике. М.: Радио и связь, 1989.288 с.
- Кочервинский В.В. Свойства и применение фторсодержащих полимерных пленок с пьезо- и пироактивностью // Успехи химии. 1994. Т.64. № 4. С. 383−388.
- Stuart Foster F. A History of Medical and Biological Imaging with Polyvinylidene Fluoride (PVDF) Transducers // IEEE Transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control. 2000. V. 47. № 6. P. 13 631 371.
- Ryu J., Park J., Kim В., Park. J.-O. Design and fabrication of a largely deformable sensorized polymer actuator // Biosensors and Bioelectronics.2005. V. 21, Issue 5. № 15. P. 822−826.
- Elyashevich G.K., KuryndinI.S., RosovaE.Yu. Composite Membranes with Conducting Polymer Microtubules as New Electroactive and Transport Systems // Polymers for Advanced Technologies. 2002. V. 13. P.725−736.
- Сажин Б.И. и dp. Электрические свойства полимеров. J1.: Химия, 1986. 224 с.
- Шубников А.В. и др. Исследование пьезоэлектрических текстур. М.:
- Изд-во АН СССР, 1955.189 с.
- Кочервинский В.В. Пьезоэлектричество в кристаллизующихся сегнетоэлектрических полимерах на примере поливинилиденфторида и его сополимеров // Кристаллография. 2003. Т. 48. № 4. С.699−726.
- Лущейкин Г. А. Полимерные пьезоэлектрики. М.: Химия, 1990. 176 с.
- Kawai Н. The piezoelectricity of poly (vinylidene fluoride) // Jpn. J. Appl. Phys. 1969. V. 8. P. 975−976.
- Физическая энциклопедия. M.: Большая российская энциклопедия, 1998. Т.4. 704 с.
- Kryszewski М. Fifty Years of Study of the Piezoelectric Properties of Macromolecular Structured Biological Materials // Acta physica polonica. 2004. V.105. № 4. P.389−408.
- Pelrine R.E., Kornbluh R.D., Joseph J.P. Electrostriction of polymer dielctrics with compliant electrodes as a means of actuation // Sensors and Actuators. 1998. V. A64. P. 77−85.
- Kaneto K., Kaneko M., Min Y., MacDiarmid A.G. Artifical muscle (electromechanical actuators using polyaniline films) // Synthetic Metals. 1995. V. 71. P. 2211−2212.
- Xia F., Tadigadapa S., Zhang Q.M. Electroactive polymer based microfluidic pump // Sensors and Actuators. 2006. V. A 125/2. P.346−352.
- Ashley S. Artificial muscles // Scientific American. October 2003. P. 52−59.
- Лущейкин Г. А. Новые полимерсодержащие пьезоэлектрические материалы // Физика твердого тела. 2006. Т. 48. № 6. С. 963−964.
- Cheng Н., Zhang Q., Antal J. Nematic anisotropic liquid-crystal gels self-assembled nanocomposites with high electromechanical response // Advanced Functional Materials. 2003. V. 13. № 7. P. 525−529.
- Nemat-Nassera S., Yu Li J. Electromechanical response of ionic polymer-metal composites // J. Appl. Phys. 2000. V.87. № 7. P. 3321−3331.
- Сесслер Г. Электреты. M.: Мир, 1983.486 с.
- Пинчук Л.С., Гольдаде В. А. Электретные материалы в машиностроении. Гомель: Инфотрибо, 1998.288 с.
- Лайнс М., Гласс А. Сегнетоэлектрики и родственные материалы. М.: Мир, 1981.736 с.
- Von Berlepsch Н, Kunstler W, Wedel A., Danz R., Geib D. Piezoelectric Activity in a Copolymer of Acrylonitrile and Methylacrylate // IEEE Trans. Electr. Insul. 1989. V. 24. P. 357−362.
- Parka C., Ounaiesb Z., E. Wisea K., S. Harrison J. In situ poling and imidization of amorphous piezoelectric polyimides // Polymer. 2004. V.45. P. 5417−5425.
- Паншин Ю.А., Малкевич С. Г., Дунаевская Ц. С. Фторопласты. JL: Химия, 1978. 232 с.
- Wang Т.Т., Herbert J.M., Glass A.M. The applications of ferroelectric polymers. Glasgow-London.: Blackie and Son, 1988. 387 p.
- Elyashevich G.K., Poddubny V.I., Bezprozvannykh A.V. Thermokinetic analysis of polymorphous transformations // Acta Polymerica. 1990. V. 41. № 3. P. 147−152.
- Кочервинский B.B. Структура и свойства блочного ПВДФ и систем на его основе // Успехи химии. 1996. Т. 65. № 10. С. 936−987.
- Sajkiewicz P., Wasiak A., Goclowski Z. Phase transitions during stretching of poly (vinylidene fluoride) // Eur. Polym. J. 1999. V. 35. P. 423−429.
- Космынин Б.П., Гальперин ЕЛ., Цванкин Д. Я. Структурные изменения при деформации поливинилиденфторида // Высокомолек. Соед. А. 1970. Т. 12. № 6. С. 1254−1259.
- Kofer U., Hirte Я., Ruscher Ch. Conditions of transformation of the modification of poly (vinylidene fluoride) on hot-drawing // Acta Polymerica. 1983. V. 34. № 6. P. 352−354.
- Humphrews J., Ward I.M., Nix E.L., McGrath J.C. A Study of Drawing Behavior of Polyvinylidene Fluoride // J. Appl. Polym. Sci. 1985. V.30.1. P. 4069−4079.
- Кочервинский В.В. Сегнетоэлектрические свойства полимеров на основе винилиденфторида // Успехи химии. 1999. Т. 68. № 10. С. 904 943.
- Gregorio R., Ueno Е.М. Effect of crystalline phase, orientation and temperature on the dielectric properties of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) // J. Materials Science. 1999. V. 34. P. 4489−4500.
- Mano J.F., Sencadas V., Mello Costa A., Lanceros-Mendos S. Dynamic mechanical analysis and creep behavior of (3-PVDF films // Material Science and Engineering. 2004. V. 370A. P. 336−340.
- Neagu E.R., Hornshy J.S., Das-Gupta D.K. Polarization and space charge analysis in thermally poled PVDF // J. Physics D: Appl. Phys. 2002. V. 35. № 11. P. 1229−1235.
- Boyer R. Apparent Double-Glass Transition in Semicrystalline Polymers // J. Macromol. Sci Phys. 1973. V. 8B. № 3. P. 503−537.
- Вайтенков А.И., Коваленко O.E. Изготовление пьезо- и пирочувствительных пленок ПВДФ вакуумным испарением в электрическом поле // Журнал технической физики. 1998. Т. 68. № 12. С. 101−103.
- Choy K.-L., Bail Wei. Preparation of oriented poly (vinylidene fluoride) thin films by a cost-effective electrostatic spray-assisted vapour deposition-based method // Thin Solid Films. 2000. V. 372. P. 6−9.
- Блинов Л.М., Буне A.B., Верховская K.A., Виздрик Г. М., Даубен П., Дюшарм С., Палто СЛ., Фридкин В. М., Юдин С. Г. Сегнетоэлектричество на молекулярном уровне // Кристаллография. 2003. Т. 48. № 6 (приложение). С. sl62-sl69.
- Гейвандов А.Р., Юдин С. Г., Фридкин В. М., Дюшарм С. О проявлении сегнетоэлектрического фазового перехода в сверхтонких пленках поливинилиденфторида // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. № 8.1. С.1528−1532.
- Блинов JI.M., Фридкин В. М., Палто С. П., Буне А. В., Даубен П., Дюшарм С. Двумерные сегнетоэлектрики // Успехи физических наук. 2000. Т. 170. № 3. с. 247−262.
- Matsushige К., YamadaH., TanakaH., Horiuchi Т., ChenX.Q. Nano-scale Control and Detection of Electric Dipoles in Organic Molecules // Nanotechnology. 1998. V.9. P. 208−211.
- Hattori Т., Hikosaka M., Ohigashi H. The crystallization behavior and phase diagram of extended-chain crystals of PVDF under high pressure // Polymer. 1996. V.37. № 1. P.85−91.
- Nagai M., Nakamura K., Uehara H., Kanamoto Т., Takahashi Y., Furukawa T.J. Enhanced electrical properties of highly oriented PVDF films prepared by solid-state coextrusion // J. Polym. Phys. 1999. V.37. P. 25 492 566.
- БеньковаЛ.Ф., Эйдельнант М. П., Мадорская Л. Я. Поливинилиденфторидные пленки для пьезоэлектрических преобразователей. JL: Ленинградский дом научно-технической пропаганды, 1980. 20 с.
- Sussner Н., Dransfeld К. Importance of the Metal-Polymer Interface for the Piezoelectricity of Polyvinylidene Fluoride // J. of Polymer Science: Polymer Physics Edition. 1978. V.16. P. 529−543.
- Sajkiewicz P. Effects of an Electrostatic Field on Crystallization of Poly (vinylidene Fluoride) // J. of Polymer Science: Polymer Physics. 1994. V. 32. P. 313−323.
- Mellinger A. Dielectric Resonance Spectroscopy: a Versatile Tool in the
- Quest for Better Piezoelectric Polymers // IEEE Transactions on dielectrics and electrical Insulation. 2003. V.10. № 5. P. 842−861.
- Gerhard-Multhaupt R. 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. 2002. V.9. № 5. P. 850 859.
- Chen G., Xiao H., Zhu C. Charge dynamic characteristics in corona-charged polytetrafluoroethylene film electrets // J. Zhejiang Univ. Sci. 2004. V. 5. № 8. P. 923−927.
- Галиханов М.Ф., Гольдаде B.A., Дебердеев Р. Я. Электретные свойства сополимера винилхлорида с винилацетатом и его композиций с тальком // Высокомолек. Соед. А 2005. Т. 47. № 2. С. 264−269.
- Кочервинский В.В. Сегнетоэлектрические характеристики фторсодержащих полимерных пленок с крейзами // Неорганические материалы. 1995. Т. 31. № 6. С. 851−858.
- McGrath J.С., Holt L., Jones D.M. Recent measurements on improved thick film piezoelectric pvdf polymer materials for hydrophone applications // Ferroelectrics. 1983. V. 50. P. 13−20.
- Meeks S.W., Ting R.Y. Effects of static and dynamic stress on the piezoelectric and dielectric properties of PVF2 // J. Acoust. Soc. Am. 1983. V 74. № 6. P. 1681−1686.
- Lau S.T., Kwok K.W., Chan H.L.W., Choy C.L. Piezoelectric composite hydrophone array // Sensors and Actuators. 2002. V. 96 A. P. 14−20.
- Абдурахманов B.M.- Гуляев И.Н.- Железина Г. Ф.- Журавлева A.M.- Крашенинников А.И.- Лущейкин Г. А.- Машинская Г. П.- Френкель Г. Г.- Шалин Р.Е.- Щетинин A.M.- Каблов Е. Н. Пьезополимерная композиция и изделие, выполненное из нее. Патент РФ 2 207 356. 2003.
- Лущейкин Г. А.- Шенфилъ Л.З. Полимерный пьезоэлектрический материал. Патент РФ 2 036 182. 1995.
- Мартын В.А., Мясникова Л. П. Надмолекулярная структура полимеров. Л: Химия, 1977. 240 с.
- Баранов В.Г. Ориентационная кристаллизация полимеров // Химические волокна. 1977. № 3. С Л 4−20.
- Френкель С.Я. Топоморфизм гибкоцепных полимеров // Химические волокна. 1977. № 3. С. 11−14.
- Machin М., Keller A. Oriented crystallization in polymers // J. Macromol. Sci. 1967. Bl (l). № 41. P. 41−91.
- Поддубный В.И., Ельяшевич Г. К., Стрелъцес Б. В., Безпрозванных A.B. Особенности процесса упрочнения волокон из фторсодержащих полимеров // Химические Волокна. 1990. № 1. С. 31−32.
- Xu J., Johnson M., Wilkes G. L. A tubular film extrusion of poly (vinylidene fluoride):structure/process/property behavior as a function of molecular weight // Polymer. 2004. V. 45. P. 5327−5340.
- Wang Y., Cakmak M., White J.L. Structure Development in Melt Spinning Poly (vinylidene Fluoride) Fibers and Tapers // Journal of Applied Polymer Science. 1985. V.30. P. 2615−2632.
- Ельяшевич Г. К., Карпов E.A., Лаврентьев B.K, Поддубный В. И., Генина М. А., Забашта Ю. Ф. Формирование некристаллических областей в полиэтилене при высоких степенях растяжения // Высокомолек. соед. 1993. Т. 35А. № 6. С. 681−685.
- Castagnet S., Gacougnolle J. L., Dang P. Macroscopic volume changes of PVD2 undergoing unixial tension and creep // Journal of Materials Science. 1999. V. 34. P. 5133−5138.
- Andre-Castagnet S., Tence-Girault S. Cavitation in strained polyvinylidene fluoride: mechanical and X-ray experimental studies // Polymer. 2000. № 41. P. 7523−7530.
- Wu J., Shultz J.M., Yeh F., Hsiao B.S., Chu B. In-Situ Simultaneous Synchrotron Small- and Wide-Angle X-ray Scattering Measurement of Poly (vinylidene fluoride) Fibers under Deformation // Macromolecules 2000. V. 33. P. 1765−1777.
- Du C., Zhu В., Xu Y. Hard elasticity of PVDF fibers // Journal of Materials Science. 2005. V. 40. P. 1035−1036.
- Du Chun-Hui, Zhu Bao-Ku, Xu You-Yi. A study on the relationship between the crystal structure and hard elasticity of PVDF fibers // Macromol. Mater. Eng. 2005. V. 290. P. 786−791.
- Park I.K., Noether H.D. Crystalline Hard Elastic Materials // Colloid. Polym. Sci. 1975. V. 53. P. 824−839.
- МулдерМ. Введение в мембранную технологию. М. Мир, 1999. 513 с.
- Kamei Е., Ashitaka Н., Takahashi Т. Method of producing microporous film. Патент США 5,173,235, опубл. 22.12.92.
- Елъяшевич Г. К., Розова Е. Ю., Карпов Е. А. Микропористая полиэтиленовая пленка и способ ее получения. Патент РФ № 2 140 936, приоритет от 15.04.97.
- Johnson М. Investigations of the processing-structure-property relationships of selected semicrystalline polymers: Ph. D. Dissertation. Blacksburg (Virginia, USA), 2000. 331 p.
- Wang P., Tan K.L., Kang E.T., Neon K.G. Preparation and characterization of semi-conductive poly (vinylidene fluoride)/polyaniline blends and membranes // Applied Surface Science. 2002. V. 193. P. 36−45.
- Lee C.S., Joo J., Han S., Lee J.H., Koh S.K. Poly (vinylidene fluoride) transducers with highly conducting poly (3,4-ethelenedioxythiophene) electrodes // Synthetic Metals. 2005. V. 152. P. 49−52.
- Skotheim T.A., Reynolds J.R. Handbook of conjugated polymers. Boca Raton, London, New York: CRC Press, 2007. V. 1 and 2.
- Sasakia H., Takadaa K., Inadaa Т., Kajiyamaa A., Kondoa S., Watanabe M. Application of porous polymer to composite electrodes with inorganic solid electrolytes // Journal of Power Sources. 2003. № 119−121. P. 774−777.
- Смирнов M.A., Боброва H.B., Pientka Z, Ельяшевич Г. К. Высокопроводящие слои полипиррола на пористой полиэтиленовой пленке // Высокомолек. соед. 2005. Т. А47. № 7. С. 1231−1236.
- Грэг С., Синк К. Адсорбция, удельная поверхность, пористость. М.: Мир, 1984.310 с.
- Лущейкин Г. А. Методы исследования электрических свойств полимеров. М.: Химия, 1988.160 с.
- Дмитриев И.Ю., Гладченко С. В., Лаврентьев В. К., Праслова О. Е., Ельяшевич Г. К. Зависимость диэлектрической проницаемости от структуры экструдированных пленок поливинилиденфторида //
- Журнал прикладной химии. 2006. № 4. С. 650−655.
- Вундерлих Б. Физика макромолекул. Т. 1. М.: Мир, 1976. 623 с.
- Зябицкий А. Теоретические основы формования волокон. М.: Химия, 1979. 503 с.
- Дмитриев И. Ю., Лаврентьев В. К., Елъяшевич Г. К. Полиморфные превращения в пленках поливинилиденфторида под влиянием ориентирующих воздействий. // Высокомолек. соед. 2006. Т. 48. № 3. С. 447−453.
- Кочервинский В.В. Влияние характера текстуры и фазового состава пленок поливинилиденфторида на их сегнетоэлектрические характеристики // Высокомолек. соед. А. 1991. Т. 33. № 10. С. 21 062 114.
- Nix Е. L., Holt L., McGrath J.C., Ward I.M. Highly drawn poly (vinylidene fluoride) with enhanced mechanical and electrical properties // Ferroelectrics. 1981. V. 32. P. 103−114.
- Вундерлих Б. Физика макромолекул. М.: Мир, 1979. Т. 2. 576 с.
- Кочервинский В.В. Влияние условий текстурирования • пленок сополимера винилиденфторид-тетрафторэтилен на их сегнетоэлектрические характеристики // Высокомолек. соед. 2001. Т. 43А. № 9. С. 1518−1527.
- Космынин Б.П., Гальперин Е. Л., Цванкин Д. Я. Влияние отжига на структуру ориентированного поливинилиденфторида // Высокомолек. соед. А. 1972. Т. 14. № 6. С. 1365−1376.
- Петров А.И., Разуваева М. В., Синани А. Б., Егоров В. М., Бетехтин В. И. Отжиг растянутых аморфно-кристаллических полимеров с микронесплошностями // Механика композитных материалов. 1990. № 2. С. 273−278.
- Moura-Ramos J. J, Мапо J.F., Lacey D., Nestor G. Dipolar relaxations in the glass transition region and in the liquid crystalline phase of two sidechain liquid crystalline polysiloxanes // J. Polym. Sci: Part B: Polym. Phys. 1996. V. 34. P. 2067.
- Clark E. S., Scott L. S. Superdrawn crystalline polymers: A new class of high-strength fiber// Polym. Eng. Sci. 1974. № 14. P. 682−686.
- Карпов E.A., Лаврентьев В.К, Розова Е. Ю., Ельяшевич Г. К Изменение структуры и механических свойств жесткоэластических образцов полиэтилена при отжиге. // Высокомолек. соед. А. 1995. Т.37. № 12. С. 2035−2042.
- Raab М., Scudla J., Kozlov A.G., Lavrentyev V.K., Elyashevich G.K. Structure Development in Oriented Polyethylene Films and Microporous Membranes as Monitored by Sound Propagation // Journal of Applied Polymer Science. 2001. V.80. P.214−222.
- Ельяшевич Г. К, Козлов А. Г., Монева И. Т. Исследование процессов ориентации при формировании пористых структур из полиэтилена // Высокомолек. соед. Б. 1998. Т. 40. № 3. С. 483−486.
- El Mohajir В-Е., Heymans N. Changes in structural and mechanical behaviour of PVDF with processing and thermomechanical treatments. 1. Change in structure // Polymer. 2001. V. 42. P. 5661−5667.
- Шаташвили M.B., Ресовский А. В., Смирнов A.B., Федоров Б. А., Курындин И. С., Ельяшевич Г. К. Исследование структуры пористых полиэтиленовых пленок методом малоуглового рентгеновского рассеяния // Высокомолек. соед. А. 2005. Т. 47. № 6. С. 970−977.
- Broadbent S.R., Hammersly J.M. Percolation processes. 1. Crystals and mazes // Proc. Camb. Phil. Soc. 1957. № 53. P. 629−641.
- S.Machida, S. Miyata, A.Techagumpuch. Chemical synthesis of highly electrically conductive polypyrrole // Synth. Met. 1989. V.31. № 3. P. 311 318.
- Mathys G.I., Troung V.-T. Spectroscopic study of thermo-oxidative degradation of polypyrrole powder by FT-IR // Synth. Met. 1997. V. 89. P. 103−109.
- Otero T.F., Arevalo A. H. Polypyrrole electrogeneration from a nucleophilic solvent (DMF) 11 Synth. Met. 1994. V.66. № 1. P. 25−32.
- Lesueur D., Alberola N.D. Dynamic mechanical behaviour of electrochemically synthesized polypyrrole films I I Synth. Met. 1997. V.88. P. 133−138.
- Elyashevich G.K., RosovaE.Yu., Sidorovich A.V., KuryndinI.S., Trchova M., StejskalJ. The effect of a polypyrrole coating on the thermal stability of microporous polyethylene membranes // Europ. Polym. J. 2003. V. 39. P. 647−654.
- Toda M. Voltage-induced large amplitude bending device PVF2 bimorph- its properties and applications I I Ferroelectrics. 1981. V. 32. P. 127−133.
- Приношу благодарность своему научному руководителю доктору физико-математических наук Галине Казимировне Ельяшевич.
- Выражаю признательность сотрудникам ИВС РАН В. К. Лаврентьеву, С. В. Гладченко, Е. Н. Власовой, О. Е. Прасловой, а также В. Букошеку (Люблянский университет, Словения) за проведенные исследования и обсуждение результатов.
- Благодарю всех сотрудников Лаборатории физической химии полимеров ИВС РАН (лаб. № 19) за помощь в работе.