Poly (fluorure de vinyle) le Grand Polymère Électroactif
2022-04-29
Par : Prof. adj. Dr. Raid Khider Salman
Les électrolytes en gel à base de PVDF jouent un rôle majeur dans la fabrication d'applications essentielles telles que les batteries rechargeables, les étiquettes de sécurité, les écrans LCD, ...etc.
La meilleure utilisation de ce grand polymère dans la fabrication de gels se trouve dans les batteries rechargeables au lithium.
Les gels polymères peuvent être obtenus soit par un agent de réticulation chimique, soit par dissolution du polymère dans un solvant de manière physique. Un gel physique est un réseau polymérique contenant un solvant. Dans ce critère, le gel est fabriqué soit en formant un réseau polymérique dans un solvant dans lequel les chaînes sont détendues, la théorie de l'élasticité du caoutchouc peut être appliquée pour interpréter un tel gel ; soit par un polymère préalablement réticulé ensuite gonflé dans un solvant (gel gonflé), et ce gel suit l'équation de Flory-Rehner. Le poly (fluorure de vinylidène) PVDF est un fluoropolymère semi-cristallin avec presque 70 % de structure cristalline, qui peut former des gels thermoréversibles lorsqu'il est dissous dans un solvant approprié. En raison de ses nombreux avantages tels qu'une haute stabilité mécanique, thermique et chimique ainsi qu'une performance conductrice supérieure, le PVDF a été choisi comme hôte polymère pour de nombreux gels polymères et électrolytes en gel polymère.
Le poly (fluorure de vinylidène) (PVDF) cristallise distinctement avec cinq phases cristallines, qui peuvent être affectées par les conditions de cristallisation et le traitement du polymère. Celles-ci incluent la phase non polaire α-phase avec une conformation TGTG’, la phase polaire β-phase ou phase tout trans TTTT et la phase γ-phase ou phase semi-polaire avec TTTGTTTG’, les phases δ- et ε-phase, et les différentes phases cristallines sont associées à des propriétés variées.
Parmi ces polymorphes cristallins, les phases α- et β-phases sont les deux modifications cristallines les plus importantes. Les principales applications du PVDF se trouvent dans les domaines piézoélectriques, pyroelectriques et ferroélectriques en raison de la phase β, qui a une conformation tout trans (TTTT) et est la phase polaire la plus forte de tous les autres cristaux. En revanche, les chaînes de PVDF dans la phase cristalline α avec des polarités respectives dans des directions alternées sont non polaires. Le mode tout trans (β-forme), dans lequel tous les liaisons C–F sont normales à la chaîne principale et vibrent d'un côté, donne une cellule unitaire hautement polaire avec un moment dipolaire d'environ 7,0 × 10−30 C m. C'est la principale raison des propriétés électriques remarquables du PVDF.
Références
- Voice, A.M., et al., Électrolytes en gel polymère thermoréversibles. Polymer, 1994. 35(16): p. 3363-3372.
- A. M. Voice, G.R.D., I. M. Ward, Structure des électrolytes en gel de poly (fluorure de vinylidène). Polymer Gels and Networks, 1997. 5: p. 123- 144.
- Southall, J.P., et al., Corrélations de conductivité ionique et de viscosité dans les électrolytes liquides pour incorporation dans les électrolytes en gel de PVDF. Solid State Ionics, 1996. 85(1-4): p. 51-60.
