بررسي تاثير هم راستائي نانوالياف الكتروريسي شده پلي­وينيليدن فلورايد بر رفتار پيزوالكتريك

Investigating the effect of alignment of polyvinylidene fluoride electrospun nanofibers on piezoelectric behavior

پيزوالكتريك قابليت برخي از مواد و كريستال­ها براي تبديل انرژي الكتريكي به مكانيكي و بالعكس مي باشد. پلي­وينيليدن فلورايد يكي از پليمر­هاي هوشمند با قابليت عملكرد در نقش محرك و حسگر پيزوالكتريك است. انعطاف­ پذيري بالا با فرآيندپذيري راحت، وزن كم و اقتصادي بودن از جمله مواردي است كه استفاده از اين پليمر­ها را در تجهيزات هوشمند به حداكثر رسانده است. PVDF به عنوان پليمري نيمه بلورين از چهار فاز بلوري α، γ ،δ ،β تشكيل شده است كه هركدام بسته به شرايط فرآيندي ظاهر مي­شوند پيزوالكتريسيته در فاز β از اختلاف الكترونگاتيوي بين اتم­هاي H وF درون زنجير­هاي مولكولي نشات مي گيرد. به دليل تمايل به افزايش فاز β روش هاي مختلفي از قبيل كشش گرم، كوپليمريزاسيون با پيزوالكتريك­ها، افزودن نانو پركننده­ ها و... پيشنهاد داده شده است. در ميان تمام روش­هاي موجود از الكتروريسي به عنوان روشي پركاربرد براي توليد نانوالياف پيزوالكتريك ياد شده است در اين پروژه با استفاده از جمع ­كننده چرخشي نانوالياف پلي­وينيليدن هم­راستا در سرعت­هاي مشخصي توليد شده است.

Piezoelectricity is the ability of some materials and crystals to convert electrical energy into mechanical energy and vice versa. Polyvinylidene fluoride is one of the smart polymers with the ability to act as a piezoelectric actuator and sensor. High flexibility with convenient processability, light weight and economy are among the things that have maximized the use of these polymers in smart equipment. As a semi-crystalline polymer, PVDF consists of four crystalline phases α, γ, δ, β, each of which appears depending on the process conditions. Piezoelectricity in the β phase originates from the electronegativity difference between H and F atoms in the molecular chains. Due to the tendency to increase the β phase, various methods such as hot stretching, copolymerization with piezoelectrics, adding nano fillers, etc. have been applied. From among the available methods, electrospinning is a highly usable method for producing piezoelectric nanofiber with a diameter in the range of several nanometers. The use of a rotary collector in the electrospinning process leads to the arrangement of polyvinylidene fluoride nanofibers. In this project, aligned polyvinylidene nanofibers have been produced at specific speeds using a rotating collector.