溶剂对基于聚偏二氟乙烯聚合物纳米纤维的压电膜合成的影响

María Gabriela Bryden Guerra, Leeyuand Oscar Cuan Miranda
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La hipótesis de trabajo se basó en analizar la influencia del soluto del polímero sobre dos propiedades específicas: (1) el diámetro de las microfibras del material polimérico PVDF, sintetizadas a través de la TEH y; (2) en la formación de la estructura cristalina rotacional del polímero, específicamente en la fase piezoeléctrica beta (?). \nPara caracterizar las muestras sintetizadas se utilizaron las siguientes técnicas: \n \nMicroscopia electrónica de barrido (SEM), con la cual logramos registrar el diámetro de las microfibras entre 85 a 113 nm. \nDifracción de rayos X (XRD), en donde las muestras generaron dispersiones en 2???? = 18, 3º, 19, 9º y 20, 6º, lo cual nos indicó que la estructura cristalina obtenida, son propias de las fases piezoeléctricas alfa (????) y beta (????). \nEspectroscopia Raman, con la que se determinó un espectro con número de onda (k) entre 800 cm?1 a 840 cm?1, lo cual sustentó los cambios que provocamos en la estructura interna del polímero, utilizando la mezcla DMF/MEC como solvente del polímero                                                                                                       \n \nLa cara caracterización de las muestras obtenidas nos permitió encontrar que las propiedades de las membranas micro fibrosas del polímero PVDF, son afectadas por el solvente utilizado en el proceso de síntesis. Al realizar comparaciones entre membranas que solo utilizaron DMF como disolvente, con nuestras membranas fabricadas con el solvente DMF/MEC, se generó una mayor concentración de fase estructural piezoeléctrica beta (????) en estas últimas, las cuales poseen mayor aplicación en dispositivos generadores de energía.      ","PeriodicalId":518720,"journal":{"name":"Tecnociencia","volume":"8 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-01-24","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"INFLUENCIA DEL SOLVENTE EN LA SÍNTESIS DE MEMBRANAS PIEZOELÉCTRICAS, BASADAS EN NANOFIBRAS DEL POLÍMERO POLIFLUORURO DE VINILIDENO\",\"authors\":\"María Gabriela Bryden Guerra, Leeyuand Oscar Cuan Miranda\",\"doi\":\"10.48204/j.tecno.v26n1.a4652\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Se compararon las características cualitativas y cuantitativas de membranas piezoeléctricas fabricadas con el polímero poli fluoruro de vinilideno, a través de la técnica de electro hilado (TEH).   \\n  \\nFabricamos membranas micro fibrosas del (PVDF), utilizando la técnica de electro hilado, en solución de Metiletilcetona (MEC) en una proporción de 2:1 y las comparamos con las fabricadas por otros autores, que utilizaron Dimetilformamida (DMF) como disolvente. 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摘要

我们比较了利用电纺丝技术(TEH)由聚偏氟乙烯聚合物制成的压电膜的定性和定量特性。 我们利用电纺丝技术在甲乙酮(MEC)溶液中以 2:1 的比例制成了微纤维 PVDF 膜,并与其他作者用二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂制成的膜进行了比较。在此过程中,施加了 15.0 kV 的电位差,PVDF 的粘弹性溶解温度保持在 60ºC。工作假设的基础是分析聚合物溶质对两种特定性质的影响:(1) 通过 TEH 合成的 PVDF 聚合材料的微纤维直径;(2) 聚合物旋转结晶结构的形成,特别是对压电贝塔相(?)我们采用了以下技术对合成样品进行表征:扫描电子显微镜 (SEM),通过它我们可以记录 85 纳米到 113 纳米之间的微纤维直径。X 射线衍射 (XRD),样品在 2???? = 18º、3º、19º、9º 和 20º、6º 产生分散,表明所获得的晶体结构是典型的压电阿尔法相 (????) 和贝塔相 (????)。拉曼光谱确定了波数 (k) 在 800 cm.1 至 840 cm.1 之间的光谱,这支持了我们使用 DMF/MEC 混合物作为聚合物溶剂所引起的聚合物内部结构的变化。 通过对所获样品进行昂贵的表征,我们发现 PVDF 聚合物微纤维膜的特性受到合成过程中所使用溶剂的影响。将仅使用 DMF 作为溶剂的膜与我们使用 DMF/MEC 溶剂制成的膜进行比较,后者生成的β压电结构相(????)浓度更高,在能量生成装置中的应用更大。
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INFLUENCIA DEL SOLVENTE EN LA SÍNTESIS DE MEMBRANAS PIEZOELÉCTRICAS, BASADAS EN NANOFIBRAS DEL POLÍMERO POLIFLUORURO DE VINILIDENO
Se compararon las características cualitativas y cuantitativas de membranas piezoeléctricas fabricadas con el polímero poli fluoruro de vinilideno, a través de la técnica de electro hilado (TEH).     Fabricamos membranas micro fibrosas del (PVDF), utilizando la técnica de electro hilado, en solución de Metiletilcetona (MEC) en una proporción de 2:1 y las comparamos con las fabricadas por otros autores, que utilizaron Dimetilformamida (DMF) como disolvente. Durante el proceso se aplicó una diferencia de potencial de 15,0 kV y se mantuvo la disolución viscoelástica del PVDF a una temperatura de 60ºC. La hipótesis de trabajo se basó en analizar la influencia del soluto del polímero sobre dos propiedades específicas: (1) el diámetro de las microfibras del material polimérico PVDF, sintetizadas a través de la TEH y; (2) en la formación de la estructura cristalina rotacional del polímero, específicamente en la fase piezoeléctrica beta (?). Para caracterizar las muestras sintetizadas se utilizaron las siguientes técnicas: Microscopia electrónica de barrido (SEM), con la cual logramos registrar el diámetro de las microfibras entre 85 a 113 nm. Difracción de rayos X (XRD), en donde las muestras generaron dispersiones en 2???? = 18, 3º, 19, 9º y 20, 6º, lo cual nos indicó que la estructura cristalina obtenida, son propias de las fases piezoeléctricas alfa (????) y beta (????). Espectroscopia Raman, con la que se determinó un espectro con número de onda (k) entre 800 cm?1 a 840 cm?1, lo cual sustentó los cambios que provocamos en la estructura interna del polímero, utilizando la mezcla DMF/MEC como solvente del polímero                                                                                                       La cara caracterización de las muestras obtenidas nos permitió encontrar que las propiedades de las membranas micro fibrosas del polímero PVDF, son afectadas por el solvente utilizado en el proceso de síntesis. Al realizar comparaciones entre membranas que solo utilizaron DMF como disolvente, con nuestras membranas fabricadas con el solvente DMF/MEC, se generó una mayor concentración de fase estructural piezoeléctrica beta (????) en estas últimas, las cuales poseen mayor aplicación en dispositivos generadores de energía.      
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