电活性聚合物(Electroactive Polymers,EAPs)材料,作为一种机电转换功能材料,在外电场的刺激下,其形状或大小能够发生变化,同时具有较小的密度、较大的柔性、较好的加工性、较高的响应速度、较大的应变(能够产生高于电活性陶瓷(EAC)两个数量级以上的应变),以及和形状记忆合金(SMA)相比更好的回弹性,近年来受到了来自各个领域尤其是仿生学领域的工程师和科学家的关注,有望在模拟动物、昆虫甚至人类本身的运动方面有所应用。而偏氟乙烯基聚合物作为其中重要的一员,其弛豫行为直接影响到机电转换功能。本文针对偏氟乙烯基电活性聚合物的弛豫机制问题,着重对经自由基聚合得到的偏氟乙烯.三氟乙烯.氯氟乙烯三元共聚物P(VDF-TrFE-CFE)以及经还原脱氯得到的偏氟乙烯.三氟乙烯.三氟氯乙烯三元共聚物P(VDF-TrFE-CTFE)的微结构、相转变行为以及电学性质进行了深入细致的研究。主要内容包括：　　 ⑴以自由基聚合得到的P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物作为研究对象,对其分别进行高温退火和低温成膜处理。通过将不同处理方法得到的三元共聚物的微结构与电学性质进行比较,我们首次将这种三元共聚物中的相转变行为划分为四个阶段,温度从低到高依次为:位于非晶区的链段运动,与晶区运动有关的纳米极性相的弛豫运动,正常的铁电顺电居里转变以及晶区的熔融过程。上述四个转变过程与样品的热历史有关。退火后的样品中正常的铁电.顺电居里转变消失,其晶区中主要以纳米极性相的弛豫运动为主。而低温成膜的样品则既有弛豫运动同时又存在正常的铁电顺电居里转变。上述研究结果,较成功的澄清了近几年学术上关于三元共聚物中弛豫运动的争议。　　 ⑵对P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物首次进行了机械拉伸、冷冻萃取、以及增塑处理。上述处理均能够诱导产生亚稳态的铁电相。加上与低温成膜样品的对比,我们推测,在P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物的结晶过程中,抑制晶核的生长过程,放大成核过程,可以有效的诱导产生铁电有序相。另一方面,取向造成使热力学上稳定的弛豫相能够获得一定的能量,通过晶畴合并或是晶畴生长的方式变成亚稳的铁电相。　　 ⑶采用还原P(VDF-CTFE)前驱物的方法,将其中的CTFE单元部分或完全还原成TrFE单元,从而得到了一系列组成不同的P(VDF-TrFE-CqrFE)三元共聚物。按照其中VDF的含量可以分为两类:一类具有91mol％的VDF,另一类则含有66mol％的VDF。对于后者,经过完全还原得到了P(VDF-TrFE)66/34,这种二元共聚物具有高温弛豫行为。这是迄今为止,继对P(VDF-TrFE)进行辐照处理(Science,1998)和引入第三单体(Appl.Phys.Lett.,2001)之后,报道的第三种产生弛豫的方法。其弛豫温度位于100℃,明显区别于之前报道的两类弛豫体(室温弛豫)。同时,该二元弛豫体具有高达200℃的熔点,目前是这类P(VDF-TrFE)共聚物中最高,为将来的器件在高温条件下应用提供了可能性。最后,我们还对这类材料特殊的弛豫行为与其特殊的(化学)缺陷结构相联系。　　 ⑷对VDF含量为66％的P(VDF-TrFE-CTFE)三元共聚物进行了较为系统的研究。着重讨论了CTFE含量对于体系结晶行为的影响。随着CTFE含量的增加,三元共聚物的结晶度、熔点、弛豫温度均有所下降。　　 ⑸以VDF含量为91％的P(VDF-TrFE)91/9和一系列P(VDF-TrFE.CTFE)三元共聚物的微结构与电学性质进行了研究。结果表明,经过完全还原的P(VDF-TrFE)91/9具有正常的铁电体行为,其居里温度位于120℃附近,矫顽场为74MV/m,剩余极化强度约3.7μC/cm(2)。随CTFE含量增加,共聚物的居里温度逐渐下降至与玻璃化转变发生部分合并。另外,我们发现在这类高VDF含量的共聚物中存在VDF富集相。上述结果是第一次关于这类高VDF含量共聚物的系统研究。由于还原前驱物P(1VDF-CTFE)具有非常高的电能密度,我们对这类共聚物的系统研究将有助于理解这类高能量密度功能材料结构与性能之间的关系。