Příprava a charakterizace vláknitých vrstev pomocí elektrostatického zvlákňování pro piezoaplikace

Abstract

Předložená diplomová práce se zabývá přípravou a charakterizací kompozitních vláknitých vrstev na bázi PVDF připravených pomocí elektrostatického zvlákňování. Jako plniva byly použity keramické částice TiO2, BaTiO3 a BCZT. Vlákna byla připravena s obsahem 10, 20, 30, 40 a 50 % těchto částic a následně byly charakterizována jejich morfologie, zastoupení piezoaktivních fází a dielektrická charakteristika. Byl ukázán vliv přítomnosti částic na průměr vlákna a na podíl krystalinity polymeru. Velikost částic významně ovlivnila jejich distribuci ve vláknech. Piezoelektrické částice dále ovlivnily obsah elektroaktivních fází beta a gamma. Nejvyšší podíl elektroaktivních fází byl stanoven u vláken plněných BaTiO3, který dosahovala až 98 %. U vlákenen s BaTiO3, byly dále naměřeny hodnoty dielektrické konstanty, které dosahovaly oproti předpokladu nižších hodnot díky vysoké porozitě připravených vláken. Připravená vlákna lze považovat za perspektivní nejen pro piezoaplikace, proto bude dále studována optimalizace jejich přípravy a měření elektrických charakteristik.

The master’s thesis deals with the preparation and characterization of PVDF-based composite fibrous layers prepared by electrospinning. Ceramic particles TiO2, BaTiO3 and BCZT were used as fillers. The fibers were prepared containing 10, 20, 30, 40 and 50% of these particles and then their morphology, piezoactive phase representation and dielectric characterization were characterized. The effect of the presence of particles on the fiber diameter and on the crystallinity fraction of the polymer was shown. Particle size significantly influenced their distribution in the fibers. Piezoelectric particles further influenced the content of electroactive phases beta and gamma. The highest proportion of electroactive phases was determined in BaTiO3 filled fibers, which reached up to 98%. For the BaTiO3 filled fibers, the dielectric constant values were also measured, which reached lower values than expected due to the high porosity of the prepared fibers The as-prepared fibers can be considered promising not only for piezoapplications, therefore, optimization of their preparation and measurement of electrical characteristics will be further studied.