The perfluoroalkyl ethylene ether (PMVE), perfluoro propoxyethylene (PPVE), and chlorofluoroethylene (CFE) (<4 mol%) as the third monomers are embed into the ferroelectric polyvinylidene-trifluoroethylene (P(VDF-TrFE)), respectively, aiming to modify the ferroelectric behaviors of the copolymers. Through calculation, we find the PPVE and PMVE molecular segments possess a large free volume but a low polarity, effective promoting the formation of all-trans β phase in the crystal region of P(VDF-TrFE), and contributing to the high maximum and remnant polarization (Ps and Pr) of related P(VDF-TrFE-PPVE) (∼6.8 and 6.3 μC cm−2) and P(VDF-TrFE-PMVE) (∼5.6 and 5.0 μC cm−2) under 200 MV m−1, respectively. Differently, the CFE segment provides not only a large volume but also a high polarity, resulting in the phase transition from β to α and thus, the target terpolymer P(VDF-TrFE-CFE) appears a transition from ferroelectrics to relaxor ferroelectrics, and shows a high dielectric permittivity (εr∼55.4) at 100Hz. This work may provide a comprehensive insight of modifying the structures of P(VDF-TrFE), offering crucial guidance for optimizing the design of this type ferroelectric materials.

中文翻译：

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PPVE/PMVE/CFE 单体插入对 P（VDF-TrFE） 基电活性三元共聚物铁电行为的影响


全氟烷基乙烯醚 （PMVE）、全氟丙氧基乙烯 （PPVE） 和氯氟乙烯 （CFE） （<4 mol%） 作为第三种单体，分别嵌入铁电聚偏二乙烯-三氟乙烯 （P（VDF-TrFE）） 中，旨在改变共聚物的铁电行为。通过计算，我们发现 PPVE 和 PMVE 分子片段具有较大的自由体积但极性较低，有效地促进了 P（VDF-TrFE） 晶体区域全反式β相的形成，并有助于相关 P（VDF-TrFE-PPVE）（∼6.8 和 6.3 μC cm-2）和 P（VDF-TrFE-PMVE）（∼5.6 和 5.0 μC cm-2）在 200 MV m-1 下具有高最大和残余极化（Ps 和 Pr）， 分别。不同的是，CFE 段不仅提供大体积，而且提供高极性，导致从 β 到 α 的相变，因此，目标三元共聚物 P（VDF-TrFE-CFE） 出现从铁电体到弛豫铁电体的转变，并在 100Hz 时显示出高介电常数 （εr∼55.4）。这项工作可能为P（VDF-TrFE）结构的改性提供全面的见解，为优化此类铁电材料的设计提供重要指导。