具有纳米结构的聚偏氟乙烯/1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐离子液体复合材料的结晶行为

摘要 用示差扫描量热(DSC)、偏光显微镜(POM)及X射线衍射(XRD)分析考察了具有纳米结构的聚偏氟乙烯(PVDF)/1-乙烯基-3-丁基咪唑氯盐离子液体([VBIM] [Cl])复合材料(PVDF/[VBIM] [Cl])中经[VBIM] [Cl] 接枝的PVDF(PVDF-g-[VBIM] [Cl])纳米微区对PVDF结晶行为的影响. 研究结果表明, [VBIM] [Cl] 化学接枝在PVDF的分子链上, 在PVDF/[VBIM] [Cl] 复合材料中, PVDF-g-[VBIM] [Cl] 嵌段形成大量纳米微区, 分散在PVDF基体中. PVDF-g-[VBIM] [Cl] 纳米微区能够显著提高PVDF熔体结晶温度(Tc)并显著降低PVDF晶体的等温结晶时间. 与纯PVDF相比, 在纳米结构的PVDF/[VBIM] [Cl] 复合材料中, PVDF-g-[VBIM] [Cl] 纳米微区大大提高了PVDF晶体的成核速率, PVDF的球晶尺寸明显减小. 由于[VBIM] [Cl] 完全"受限"于PVDF-g-[VBIM] [Cl] 纳米微区中, 无法与PVDF分子链发生相互作用, 因此纳米结构的PVDF/[VBIM] [Cl] 复合材料最终以非极性的α晶体为主. 由于PVDF-g-[VBIM] [Cl] 纳米微区与PVDF基体具有热力学不相容性, 因此其界面处的PVDF分子链处于部分有序的状态, 有助于PVDF晶体的成核, 加速了PVDF晶体的结晶速率