بررسي وابستگي دمايي ابعاد زنجير پلي (وينيليدن فلوريد) در حالت محلول و مذاب

Temperature Dependency of Poly(vinylidene fluoride Chain Dimension in Solution and Melt State

حين تشكيل فيلم پليمري، شكل فضايي (صورت بندي) زنجير پلي‌وينيليدن فلوريد در تعيين ساختار بلور اهميت زيادي دارد. با تعيين گرانروي ذاتي محلول يا گرانروي در سرعت برش صفر، مي توان به معياري از اندازه حجم هيدروديناميكي زنجير و در نهايت به احتمال دست يابي به شكل تمام ترانس صفحه‌اي در بلور (بلور نوع B) دست يافت. در تعيين حجم هيدروديناميكي زنجير در حالت محلول، از گرانروي سنج آبلهود در فاصله دمايي ?C25 تا ?C 100 و از دو حلال سيكلوهگزانون و دي‌متيل استاميد با قطبيت متفاوت استفاده شد. روند تغييرات حجم هيدروديناميكي زنجير پليمر در حالت محلول با تغييرات دمايي و با تغيير حلال بيانگر اثر مستقيم قطبيت حلال و اثر معكوس دما با حجم هيدروديناميكي زنجير پليمر است، به طوري كه با استفاده از حلال دي‌متيل استاميد و نيز حلال سيكلوهگزانون، به ازاي افزايش دما از ?C 25 به ?C 100به ترتيب حجم هيدروديناميكي زنجير 38% و 25% كاهش يافت. افت حجم هيدروديناميكي ناشي از افزايش دماي محلول را مي توان با افزايش پايداري ترموديناميكي زنجير پلي‌وينيليدن فلوريد توجيه كرد. ضمن آن كه كاهش شديدتر حجم هيدروديناميكي زنجير پليمر در حلال دي متيل استاميد را مي‌توان به تغيير قطبيت حلال در محدوده دمايي مورد مطالعه ربط داد. در بررسي تغييرات حجم هيدرويناميكي زنجير پليمر به كمك ريومتري مذاب، به كمك گرانروي در سرعت برش صفر كاهش حجم هيدروديناميكي زنجير پلي‌وينيليدن فلوريد به مقدار 87%. با افزايش دماي مذاب از ?C 180 به ?C 260 ديده ‌شد. روند تغيير حجم هيدروديناميكي زنجير در حالت مذاب و نيز محلول هم خواني دارند و با مطالعات پيشين در خصوص تغييرات نوع بلور پلي وينيليدن فلوريد با دماي تبلور مطابقت دارد.

The final crystalline phase in poly(vinylidene flouride), PVDF, films mainly reflects the polymer structural arrangement or chain conformation during film formation. In this study, the intrinsic viscosity of PVDF solution or even the zero-shear-rate viscosity in polymer melt were used as indications of polymer hydrodynamic chain volume to predict the possible formation of all trans plannar zigzag conformation (B phase crystal). The studies on intrinsic viscosity of each diluted solution were carried out in Ubbelohde viscometer at temperature range of 25-100°C using two individual solvents with different polarities namely, dimethyl acetamide and cyclohexanone. In contrast to solvent polarity, the solution temperature showed negative effect in the degree of hydrodynamic chain volume. This behaviour maybe attributed to higher thermodynamic stability of gauche state rather than trans state in PVDF chains at higher crystallization temperatures. In this regard, through a temperature rise from 25°C to 100°C, the PVDF hydrodynamic chain volume experienced a reduction of about 38% and 25% in dimethyl acetamide and cyclohexanone, respectively. The further reduction of PVDF hydrodynamic chain volume in dimethyl acetamide solution may be referred to higher polymer chain mobility and reduced solvent polarity at higher temperatures. Using zero-shear rate viscosity, the increase in melt temperature showed reduction of about 87% in hydrodynamic chain volume. The temperature dependence of PVDF chain dimension in solution and melt state show a similar trend. These findings are in agreement with the previous results about the unhelpful effect of crystalization temperature in favor of B phase crystal formation in PVDF