Deformation and transformation mechanisms of poly(vinylidene fluoride) (PVF2)

Hsü, T. C.; Geil, P. H.

doi:10.1007/bf02397050

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“…In other segments that were stretched below the critical stress, the original structure remained intact, and therefore, in addition to the well-oriented b-phase crystals, unoriented a-phase crystals were also found in the neck region. 14,21 The neck region developed to the end of samples at an extension larger than 200%. Figure 4 shows that the b-phase content increased significantly right after the neck had fully developed.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Effect of flow history on poly(vinylidine fluoride) crystalline phase transformation

Sobhani

Razavi‐Nouri

Yousefi

2007

J of Applied Polymer Sci

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This study was devoted to the effect of extensional flow during film extrusion on the formation of the b-crystalline phase and on the piezoelectric properties of the extruded poly(vinylidine fluoride) (PVDF) films after cold drawing. The PVDF films were extruded at different draw ratios with two different dies, a conventional slit die and a two-channel die, of which the latter was capable of applying high extensional flow to the PVDF melt. The PVDF films prepared with the two-channel die were drawn at different temperatures, strain rates, and strains. The optimum stretching conditions for the achievement of the maximum b-phase content were determined as follows: temperature ¼ 908C, strain ¼ 500%, and strain rate ¼ 0.083 s À1. The samples prepared from the dies were then drawn under optimum stretching conditions, and their b-phase content and piezoelectric strain coefficient (d 33 ) values were compared at equal draw ratios. Measured by the Fourier transform infrared technique, a maximum of 82% b-phase content was obtained for the samples prepared with the two-channel die, which was 7% higher than that of the samples prepared by the slit die. The d 33 value of the two-channel die was 35 pC/N, which was also 5 pC/N higher than that of the samples prepared with the slit die.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Effect of flow history on poly(vinylidine fluoride) crystalline phase transformation

Sobhani

Razavi‐Nouri

Yousefi

2007

J of Applied Polymer Sci

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“…This has attracted the attention of researchers for many years and a large number of experimental and theoretical studies on PVDF, including its crystal phases, have been made [6][7][8][9][10][11]. PVDF forms at least four crystalline phases, including the α-and β-phases.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Simulation of α- and β-PVDF melting mechanisms

Erdtman

Satyanarayana

Bolton

2012

Polymer

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Molecular dynamics (MD) simulations have been used to study the melting of α-and β-poly (vinylidene fluoride) (α-and β-PVDF). It is seen that melting at the ends of the polymer chains precedes melting of the bulk crystal structure. Melting of α-PVDF initially occurs via transitions between the two gauche dihedral angles (G ↔ G') followed by transitions between trans and gauche dihedral angles (T ↔ G/G'). Melting of β-PVDF initially occurs via T → G/G' transitions and via transitions of complete β-(TTTT) to α-(TGTG') quartet. The melting point of β-PVDF is higher than that of α-PVDF, and the simulated melting points of both phases depend on the length of the polymer chains used in the simulations. Since melting starts at the chain ends, it is important to include these in the simulations, and simulations of infinitely long chains yield melting points far larger than the experimental values (at least for periodic cells of the size used in this work), especially for β-PVDF. The simulated heats of fusion are in agreement with available experimental data.

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“…De fato, o estiramento a 80 °C com R = 4 induz a transição de fase α → β [2][3][4][5][6] , porém uma pequena quantidade da fase α permanece na amostra. Esse filme apresenta ainda uma banda em 472[w(CF 2 )] cm -1 (w = vibração, "wagging"), pontilhada na Figura 2, e a banda em 510 cm -1 muito intensa.…”

Section: Resultsunclassified

“…O filme estirado a 80 °C com R = 4 (Figura 4) apresenta uma morfologia composta por microfibras orientadas preferencialmente na direção do estiramento. O espectro no infravermelho mostrou a presença predominante da fase β, com uma pequena quantidade da α, como já verificado em trabalhos anteriores [2][3][4][5][6] . A orientação das cadeias foi evidenciada pelo aparecimento da banda em 472 cm -1 e pela mais intensa banda em 510 cm -1 .…”

Section: Resultsunclassified

“…Porém, é a fase α a mais facilmente obtida na cristalização do PVDF a partir da fusão. Filmes na fase β para aplicações como elemento eletroativo são comumente obtidos pelo estiramento mecânico uni ou biaxial de filmes originalmente na fase α, com razão de estiramento entre 3-5 e temperaturas inferiores a 90 °C [2][3][4][5][6] . A cristalização do PVDF a partir da solução também forma …”

Section: Introductionunclassified

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Caracterização de filmes de PVDF-β obtidos por diferentes técnicas

2009

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a fase β, desde que a evaporação do solvente seja lenta, o que depende da temperatura e solvente utilizado [7,8] . Porém nesse caso os filmes obtidos apresentam cristalitos não orientados e elevada porosidade. Sabe-se que as propriedades piro e piezelétricas do PVDF dependem não só da fase cristalina, mas também da distribuição de orientação dos cristalitos. Para favorecer a orientação dipolar durante a polarização por um campo elétrico perpendicular a superfície do filme, o eixo cristalográfico c (direção das cadeias poliméricas) deve estar paralelamente orientado a essa superfí-cie. Isto ocorre na orientação mecânica, onde o eixo c dos cristalitos orienta-se preferencialmente paralelo à direção do estiramento [6] . O processo de eletrofiação foi patenteado em 1934 [9] , porém foi nos últimos cinco anos que sua utilização tornou-se bastante difundida para produção de nanofibras de PVDF para as mais diversas aplicações (filtros, eletrólito para baterias, reforços em nanocompósitos, estrutura de apoio na regeneração de tecidos cardiovasculares, dispositivos nanoeletrônicos, nanofibras condutivas, sensores, atua- IntroduçãoPoli(fluoreto de vinilideno), PVDF, tem sido extensivamente estudado devido as suas atrativas propriedades piro e piezelétrica, bem como por sua flexibilidade, excelente processabilidade, estabilidade química e resistência mecânica. Esse polímero pode cristalizar-se em pelo menos 4 distintas fases cristalinas, conhecidas como α, β, γ e δ. A estrutura cristalina e conformação molecular dessas fases estão bem descritas na literatura [1] . Cada fase fornece ao polímero propriedades características e, portanto, aplicações distintas. A fase β é a mais desejável em importantes aplicações tecnológicas como sensores e atuadores por apresentar melhores atividades piro e piezelétricas. Porém, é a fase α a mais facilmente obtida na cristalização do PVDF a partir da fusão. Filmes na fase β para aplicações como elemento eletroativo são comumente obtidos pelo estiramento mecânico uni ou biaxial de filmes originalmente na fase α, com razão de estiramento entre 3-5 e temperaturas inferiores a 90 °C [2][3][4][5][6] . A cristalização do PVDF a partir da solução também forma Caracterização de Filmes de PVDF-β Obtidos por Diferentes Técnicas Lígia M. M. Costa, Rosário E. S. Bretas, Rinaldo Gregorio Filho Departmento de Engenharia de Materiais, UFSCarResumo: Filmes de poli(fluoreto de vinilideno), PVDF, na fase ferroelétrica β foram produzidos por diferentes técnicas: cristalização a partir da solução, estiramento mecânico e eletrofiação. Foi verificado por espectroscopia no infravermelho (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) que filmes obtidos a partir da cristalização por solução com dimetilformamida (DMF) a 60 °C apresentam exclusivamente a fase β não orientada. Filmes produzidos pelo estiramento uniaxial de filmes originalmente na fase α resultam predominantemente na fase β orientada, porém com uma pequena porcentagem da α. Mantas produzidas por eletrofiação são constituídas por nanofibras exclusiva...

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Deformation and transformation mechanisms of poly(vinylidene fluoride) (PVF2)

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Effect of flow history on poly(vinylidine fluoride) crystalline phase transformation

Effect of flow history on poly(vinylidine fluoride) crystalline phase transformation

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Caracterização de filmes de PVDF-β obtidos por diferentes técnicas

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