Influence of molecular weight on dielectric properties and piezoelectric constant of poly(vinylidene fluoride) membranes obtained by electrospinning

A significant influence of the molecular weight on the dielectric properties and piezoelectric constant of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes obtained by electrospinning was demonstrated. Electrochemical impedance spectroscopy and d33 meter were used to evaluate dielectric properties and piezoelectric constant respectively. The presence of the β-phase was determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). The membranes with the lowest molecular weight (180,000 g/mol) possessed the best dielectric properties. They also had the highest piezoelectric constant (21 pC/N) and dielectric constant (2.9 at 50 Hz) as well as the highest β-phase content (80.25%).

Wykazano istotny wpływ masy cząsteczkowej na właściwości dielektryczne i stałą piezoelektryczną membran poli(fluorku winylidenu) (PVDF) otrzymanych metodą elektroprzędzenia. Do oceny stałej piezoelektrycznej i właściwości dielektrycznych stosowano, odpowiednio, miernik d33 i spektroskopię impedancyjną. Obecność fazy β określono za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR) i dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Membrany o najmniejszej masie cząsteczkowej (180 000 g/mol) charakteryzowały się najlepszymi właściwościami dielektrycznymi. Miały również największą stałą piezoelektryczną (21 pC/N) i stałą dielektryczną (2,9 przy 50 Hz) oraz największą zawartość fazy β (80,25%).