Wirkung der Elektronenstrahlbestrahlung auf die physikalischen Eigenschaften von Polymeren

Es wurde die Veränderung der physikalischen Eigenschaften von PVDF-HFP/LiClO4 (im Verhältnis 90:10, PHL10) in einem Polymerelektrolytfilm untersucht, der mit einem Elektronenstrahl (EB) mit 8 MeV bestrahlt wurde. Das FT-IR-Ergebnis zeigt das Auftreten von C=C durch Aufbrechen der H-Bindung, was auf einen Kettenspaltungsprozess aufgrund der Bestrahlung hinweist. Bei der Bestrahlung wurde eine tiefporöse Morphologie mit einer inneren hohlförmigen Oberfläche beobachtet und die Abnahme der Kristallinität wurde durch die XRD- und DSC-Analyse bestätigt. Die optische Absorption wurde durch den Übergang der Elektronen vom Valenzband in das Leitungsband erhöht, was zu einer Verringerung der optischen Bandlücke von 3,49 eV im unbestrahlten Zustand auf 2,64 eV bei einer Dosis von 120 kGy führte. Die dielektrischen Parameter veränderten sich mit steigender Frequenz und Temperatur im bestrahlten Film. Die beobachtete elektrische Leitfähigkeit erhöht sich durch die segmentale Bewegung der geladenen Ionen aufgrund des Kettenspaltungs-/Vernetzungsprozesses und die beobachtete hohe elektrische Leitfähigkeit von etwa 1,81x10-3 S/cm mit elektrochemischer Stabilität nach der Bestrahlung. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die bestrahlten Polymerelektrolytfilme elektrochemisch aktiv und für Lithium-Ionen-Batterien geeignet sind.