尼龙11和尼龙6局域态分布与凝聚态结构的关系

摘要

本文选取尼龙11作为代表，尼龙6作对比，利用热释电技术结合介电松弛谱技术研究其局域态与凝聚态结构的关系，对于熔融淬火的尼龙11样品，经退火处理发生δ’→α晶型转变后，链段的松弛和局域松弛都受到了一定程度的限制；熔融淬火尼龙11的热释电流谱上存在四个空间电荷退陷阱过程，对应四种不同的陷阱能级，随着制备驻极体时极化温度的升高，局域能级的分布变化不大；退火后的样品只保留了两个空间电荷的陷阱能级，表现在热释电流谱上只能观察到两个部分重叠的空间电荷峰，随着制备驻极体时极化温度的升高，低温端空间电荷峰对应的能级明显向高温端空间电荷峰对应的能级接近；对熔融淬火尼龙11样品进行单轴拉伸，X射线衍射结果表明，拉伸没有改变样品内的陷阱能级数目，但是使得样品内的能级得到加深；结果表明，经过非等温或者等温退火处理，缺陷种类减少，不同的局域态随着退火时间增加互相接近，逐渐趋一，当β→α晶型转变比较充分时，在热释电流谱上只存在一个较强的空间电荷峰及一个对应Brill相变的相对较弱的空间电荷峰。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1尼龙11铁电性的发现

1.2尼龙11和尼龙6的晶型结构

1.2.1脂肪族尼龙中的酰胺基结构

1.2.2尼龙11的α，α’，β，γ，δ，δ’晶型

1.2.3尼龙11各种晶型之间的相互转变

1.2.4尼龙11薄膜内氢键平面的双取向结构

1.2.5尼龙6的α、γ和β晶型

1.2.6尼龙6各种晶型的形成条件以及相互转变

1.2.7α晶型尼龙6的Brill相转变

1.3介电松弛谱和热释电技术简介

1.3.1介电松弛谱和HN经验公式

1.3.2热释电

1.4尼龙11和尼龙6的介电松弛性质和局域态研究进展

1.4.1尼龙11的介电松弛性质

1.4.2尼龙11的局域态

1.4.3尼龙6的介电松弛性质

1.4.4尼龙6的局域态

1.5本论文的研究内容

参考文献

第二章不同晶型尼龙11的分子链运动及电导松弛

2.1实验部分

2.1.1样品制备

2.1.2测试仪器

2.2退火引起的尼龙11的δ'→α晶型转变

2.3退火导致的晶型转变对样品α松弛和β松弛的影响

2.3.1 α松弛

2.3.2 β松弛

2.3.3退火对β松弛和α松弛影响的结构分析

2.4退火导致的晶型转变对样品电导率及电导松弛的影响

2.4.1样品高温介电松弛性质的变化

2.4.2样品交流电导率的变化

2.4.3样品介电模量松弛谱的变化

2.5结论

参考文献

第三章退火导致的晶型转变对尼龙11局域态的影响

3.1实验部分

3.1.1样品制备

3.1.2测试仪器

3.2不同极化温度下熔融淬火尼龙11的热释电

3.3不同极化场强下熔融淬火尼龙11的热释电

3.4不同极化温度下退火尼龙11的热释电

3.5不同极化场强下退火尼龙11的热释电

3.6退火导致的晶型转变对尼龙11陷阱能级的影响

3.7讨论

3.8结论

参考文献

第四章拉伸对熔融淬火尼龙11局域态的影响

4.1实验部分

4.1.1样品制备

4.1.2测试仪器

4.2实验结果和讨论

4.2.1拉伸引起样品XRD的变化

4.2.2熔融淬火样品拉伸后热释电流谱的变化

4.2.3熔融淬火样品拉伸后局域态的变化

4.2.4拉伸后局域态变化的结构分析

4.2.5熔融淬火拉伸2.5倍样品的局域态

4.3结论

参考文献

第五章溶液成膜尼龙11样品的局域态

5.1实验部分

5.1.1样品制备

5.1.2测试仪器

5.2溶液成膜样品的结构表征

5.2.1 XRD表征

5.2.2 FTIR表征

5.3溶液成膜样品的局域态

5.4退火对溶液成膜样品局域态的影响

5.5溶液成膜退火样品与熔融退火样品局域态的比较

5.6结论

参考文献

第六章尼龙6的局域态分布与凝聚态结构的关系

6.1实验部分

6.1.1样品制备

6.1.2测试条件

6.2熔融淬火尼龙6的局域态

6.3测量热历史(非等温退火)对熔融淬火尼龙6局域态的影响

6.3.1热释电流谱的变化

6.3.2理论拟合分峰

6.3.3局域态变化的结构分析

6.4熔融淬火尼龙6的β晶型退火时逐渐转变为α晶型

6.5熔融淬火尼龙6等温退火不同时间时局域态的变化

6.5.1退火不同时间热释电流谱的变化

6.5.2各个空间电荷峰释放电荷电量的变化

6.6α晶型尼龙6的局域态及Brill相变

6.7尼龙6与尼龙11局域态特性的比较

6.8结论

参考文献

结 论

致 谢

攻读博士学位期间发表的论文