ساخت و مشخصه یابی فیلم نانوکامپوزیت پلی وینیلیدین فلوراید- نانوذره ی مس

پلی وینیلیدن فلوراید یک پلیمر نیمه بلوری است که پنج ساختار بلوری متفاوت داردو به دلیل ویژگی پیزوالکتریکی اش بسیار مورد توجه قرار گرفته است. از میان تمام ساختارهای بلوری پلی وینیلیدین فلوراید، تنها فاز ? از لحاظ پیزوالکتریکی فعال است. اخیرا ترکیب این پلیمر با نانومواد برای ایجاد فاز ? در پلیمر مورد توجه واقع شده است. در این پژوهش، نانوذرات مس به این پلیمر اضافه شدند. نانوذرات مس با روش کاهش شیمیایی ساخته شدند. نانوکامپوزیت های پلی وینیلیدین فلوراید-نانوذره ی مس با روش محلولی آماده گردیدند. فیلم ها با روش های مختلف مورد مطالعه قرار گرفتند.طیف مادون قرمز فیلم پلی وینیلیدین فلوراید و فیلم های نانوکامپوزیتی نشان داد که با افزودن درصد وزنی پایین نانوذرات مس به پلیمر، پیک های مشخصه ی فاز ? به شدت کاهش می یابند و پیک های جدیدی که مشخصه ی فاز ? هستند ظاهر می شوند که با افزایش درصد نانوذرات، شدت این پیک ها نیز به شدت افزایش می یابد. بنابراین افزودن نانوذرات مس به پلیمر پلی وینیلیدین فلوراید باعث گذار پلیمر از فاز ? به ? می شود. اما با افزایش خیلی زیاد درصد وزنی نانوذرات، بازتابش بطورقابل توجهی افزایش و درنتیجه عبور شدیداً کاهش می یابد و نمیتوان اطلاعاتی خاصی از طیف مادون قرمز به دست آورد. با محاسبه ی گاف انرژی با استفاده از طیف فرابنفش- مرئی، مشاهده شد با افزودن نانوذرات مس به پلی وینیلیدین فلوراید گاف انرژی کاهش می یابد که نشان دهنده ی تشکیل ترازهایی بین سطوح انرژی homo و lumo نسبت داده شود. الگوی پراش اشعه ایکس فیلم پلی وینیلیدن فلوراید و فیلم های کامپوزیتی نشان داد که با افزودن 1/0 درصد وزنی نانوذرات مس به پلیمر تغییر قابل توجهی در الگوی پراش مشاهده نمی شود. اما در نانوکامپوزیت با 1% وزنی نانوذرات مس، پیک مشخصه ی فاز ? در زاویه ی 013/26، حذف می شود. همچنین پیکی که 096/19 قرار دارد به 03/20 جابجا می شود که مشخصه ی فاز ? می باشد. با افزایش درصد وزنی مس به 20% علاوه بر این تغییرات پیک های مشخصه ی فاز ? در زوایای 06/17 نیز حذف شدند و یک پیک جدید نیز در زاویه ی 02/36 ظاهر شد که مشخصه ی فاز ? در پلیمر می باشد. نتایج بررسی ویژگی های الکتریکی نشان داد که حتی با افزودن نانوذرات مس به پلیمر، مقاومت پلیمر کاهش و درنتیجه رسانندگی افزایش می یابد. با اضافه کردن مس در درصدهای وزنی بالا رسانندگی پلیمر افزایش بیشتری می یابد. اندازه گیری گذردهی الکتریکی نشان داد که با افزودن 4 درصد وزنی نانوذره ی مس به پلیمر گذردهی الکتریکی و در نتیجه ثابت دی الکتریک پلیمر افزایش می یابد که به دلیل ایجاد میکروخازن ها در پلیمر می باشد. اما با افزایش درصد وزنی مس به 20 درصد گذردهی کاهش می یابد. کاهش در گذردهی به این دلیل است که با افزایش درصد وزنی مس، نانوذرات به هم می چسبند و روی هم انباشته می شوند و این امر باعث افزایش اندازه ی موثر ذرات تا حد میکرون و درنتیجه کاهش گذردهی الکتریکی می شود. نتایج وزن سنجی حرارتی نشان داد که با افزودن 1% درصد وزنی نانوذرات مس به پلی وینیلیدین فلوراید، دمای تخریب پلیمر حدود c 0 20 افزایش می یابد. در نتیجه افزودن نانوذرات مس به پلیمر پایداری گرمایی پلیمر را بهبود می بخشد.