PVDF(polyvinylidene fluoride) 섬유는 습식방사방법을 적용하여 제조하였다. PVDF 분자 내 압전 특성과 밀접한 관련을 갖는 ${\beta}$형태의 결정 함량을 높이기 위하여, 본 연구에서는 습식방사 된 섬유에 1단계 연신, 2단계 어닐링 공정으로 구성하여 후 처리를 도입하였다. 후 처리는 PVDF 고분자의 유리전이 온도($T_g$)와 용융온도($T_m$) 사이의 온도범위에서 진행하여, 최대의 ${\beta}$형태 결정을 생성 할 수 있는 열처리 조건을 최적화 하였다. 제조된 PVDF 섬유 내 분자 배향 특성과 결정 구조를 확인하기 위하여 적외선 분광 광도계(FT-IR)와 X선 회절 분석기(XRD)를 이용하여 분석하였으며, 전자현미경(SEM)을 통하여 섬유의 표면을 관찰하여 섬유의 평균직경을 확인하였다. 분석 결과, 후 처리 공정이 PVDF 결정 구조의 영향을 미치며, ${\beta}$형태의 결정 비율을 증가시킨다는 것을 확인하였다. 더불어 ${\beta}$형태 결정 향상으로 인해 기계적 강도가 증가되었으며, 압전 특성 향상까지 기대할 수 있었다.
본 논문에서는 진공 증착법 (Physical Vapor Deposition) 과 전계인가를 통해 두께 3㎛ 의 PVDF (polyvinylidene fluoride) 박막을 제작하여 적외선 흡수분석과 유전특성 및 전기전도 현상을 조사하였다. 진공 증착법으로 제작한 PVDF 박막을 적외선 흡수 분광기 (FT-IR) 로 분석한 결과, 509.45 [cm/sup -1/] 와 1273.6 [cm/sup -1/]의 특성피크가 검출되는 것으로 보아 제작된 PVDF 박막이 β형임을 확인할 수 있었다. β형 PVDF 박막의 유전특성을 측정한 결과, 비유전률은 주파수가 증가함에 따라 지속적으로 감소하는 이상분산을 나타내었고 유전손실은 온도의 증가에 따라 200㎐ 에서 7000㎐ 로 유전 흡수점이 이동함을 관찰할수 있었는데, 이는 디바이 이론과 일치하는 것이었다. 유전손실의 온도 의존성으로부터 구한 활성화 에너지(ΔH) 는 21.64㎉/mo1e 로 조사되었다. β형 PVDF 박막의 누설전류밀도에 대한 온도의존성과 전계의존성을 조사하여 PVDF 박막의 전기전도기구가 이온전도임을 확인할 수 있었다.
The 3$\mu\textrm{m}$-thick PVDF (Polyvinyiidene fluoride) thin film have been prepared using physical vapor deposition with electric field, and its FT-IR specrum, dielectric property and electric conduction phenomenon have been investigated. Since the characteristic peaks ate detected at 509.45 and 1273.6〔cm〕 in the FT-IR spectrum, we are confirmed that the ${\beta}$ -phase is dominant in the PVDF thin film. In the results of dielectric properties, the PVDF thin film shows anomalous dispersion, i.e. gradual decrease of dielectric constant with increase of frequency, and also that the dielectric absorption point changes from 200Hz to 7000Hz with increasing temperature of thin film, which is consistent with the Debye's theory. The activation energy (ΔH) obtained from temperature dependence of dielectric loss is 21.64 ㎉/㏖. We confirm that the electric conduction mechanism of PVDF thin film is dominated by ionic conduction by investigating the dependence of the leakage current of the thin film on the temperature and the electric field.
This paper represents the development of an array-type flexible tactile sensor using PVDF(polyvinylidene fluoride) film and flexible circuitry. The tactile sensor which has $8{\times}8$ taxels is made by using PVDF film and FPC(flexible printed circuit) technique. Experimental results on static and dynamic properties are obtained by applying arbitrary forces and frequencies generated by the shaker. In the static characteristics, the threshold and the linearity of the sensor are investigated. Also dynamic response of the sensor subjected to the variable frequencies is examined. The signals of a contact force to the tactile sensor are sensed and processed in the DSP system in which the signals are digitalized and filtered. Finally, the signals are integrated for taking the force profile. The processed signals of the outputs of the sensor are visualized on a personal computer, the shape and force distribution of the contacted object are obtained using two and three-dimensional image in real time. The reasonable performance for the detection of contact state is verified through the experiment.
본 연구에서는 막 결합형 축전식 탈염공정에 적용하기 위하여 고분자 지지체 polyvinylidene fluoride (PVDF)에 상용화된 양이온 및 음이온교환수지를 배합하여 불균질 이온교환막을 제조하였다. PVDF와 이온교환수지의 배합비율을 1 : 1, 1.4 : 1, 2 : 1, 3 : 1로 달리하였으며 SEM, 함수율, 이온교환용량, 메탄올 투과도, 이온전도도를 측정하여 물리화학적 특성을 평가하였다. 특성평가 결과 모든 특성을 고려하였을 때 2 : 1의 배합비율이 가장 우수한 값을 나타내었다. 2 : 1의 배합비율로 제조한 불균질 양이온교환막의 함수율은 34%, 이온교환용량은 1.54 meq/g, 이온전도도는 0.019 S/cm, 메탄올 투과도는 $2.28{\times}10^{-7}{\sim}8.86{\times}10^{-7}cm^2/s$의 값을 나타내었으며 불균질 음이온교환막에서는 각 각 37%, 2.18 meq/g, 0.034 S/cm, $1.46{\times}10^{-7}{\sim}8.66{\times}10^{-7}cm^2/s$의 값을 나타내었다.
Conventional piezoelectric lead-zirconate-titanate (PZT) senor has high sensitivity, but it is very brittle. Recently polymer films such as polyvinylidene fluoride (PVDF) have been used use as a sensor. The advantages of PVDF are the flexibility and mechanical toughness. Simple process and possible several shapes are also additional advantages. PVDF sensor can be directly embedded and attached to a structure. In this study, PVDF sensor was embedded in single glass fiber/epoxy composites whereas PZT sensor with AE was attached to single fiber composites (SFC). Piezoelectric sensor responds to interfacial damage of SFC. The signals measured by PVDF sensor were compared to PZT sensor. PZT sensor detected the signals of fiber fracture, matrix crack, interfacial debonding and even sensor delamination, whereas PVDF sensor only detected fiber fracture signals so far, because PZT sensor is much more sensitive than current PVDF sensor. Wave voltage of fiber fracture measured by PVDF sensor was lower than that of PZT sensor, but the results of fast Fourier transform (FFT) analysis were same. Wave velocity using two PZT sensors was also studied to know the internal and surface damage effect of epoxy specimens.
This paper describes a weight in motion(WIM) sensor to measure the weight of a vehicle in motion. The main sensing element of the WIM sensor is the PVDF(Polyvinylidene fluoride) film that shows rapid response to an external excitation. Due to the property of rapid response, it is possible to measure the weight of a vehicle in motion with high speed. In the development of the WIM sensor, the dominant target value was the uniformity of the sensor. To increase the uniformity, We employed shrinkable tube made of rubber to enhance the uniformity, and performed the rolling of the brass tube repeatedly. The uniformity of the sensor was examined experimentally. It was comparable to that of a WIM sensor of the MSI which was the benchmark of this development. This paper also describes the mechanical modeling of the sensor and the suitable charge amplifier for the sensor.
이 연구에서는 터널 시공 시 터널 배수관으로 유입되는 미세입자의 흐름과 이에 의한 물리/화학적 폐색현상에 따른 터널배수재의 성능저하를 PVDF film의 진동을 이용하여 성능을 향상시키는 방법의 적용 가능성에 대해 실내실험을 통하여 고찰하였다. 연구에서 터널로 유입되는 미세입자 슬러리 유입의 터널 환경을 모사하여 진행하였고 PVDF film을 이용한 기초 실험과 배수재를 모사한 모형실험으로 나누어 수행하였다. 기초 실험에서는 PVDF film에 50% 함수비(민물과 바닷물)의 점토를 흘려 주파수별 점토 슬러리의 흐름특성에 대한 효율성을 고찰하였으며 배수재 모사 실험에서는 배수관에 부직포를 부착시켜 슬러리의 흐름과 막힘 현상 해소에 대한 진동 효과를 고찰하였다. 실험결과는 진동에 의한 배수재의 배수성능, 즉 슬러리의 흐름과 막힘 해소현상이 아주 높게 나타났다. 이상의 실험결과를 종합하여 배수관을 기존 배수재와 융합, 응용, 활용할 수 있는 하이브리드 배수시스템을 개발할 수 있는 기초 자료를 확립하였다.
Blend membranes were prepared by solvent casting method from sulfonated fluorinated poly(arylene ether)s (SDFF) and chemically modified polyvinylidene fluoride (mPVdF) in isopropanol and were evaluated as proton exchange membrane electrolytes in PEMFC. $^1H$-NMR, differential scanning calorimeter and thermogravimetric analysis was utilized to characterize the structure of the blend membranes (SDFF/mPVDF) and effects of mPVDF content on the properties of the membrane such as water uptake and proton conductivity were also investigated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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