[发明专利]压电驻极体薄膜及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及功能材料领域，尤其是涉及一种压电驻极体薄膜及其制作方法。

背景技术

压电驻极体薄膜因其具有良好的柔性、可大面积成膜、且制作成本较低等优点在通讯、保安、控制、生命科学及军事等方面展现出广阔的应用前景。传统的压电驻极体材料中，研究较多的是聚丙烯(PP)压电驻极体薄膜，其压电系数d33比铁电聚合物约高出20倍以上。传统工艺制备封闭微孔结构聚合物薄膜的方法主要有两种：一是通过化学发泡工艺得到孔洞结构的材料；二是将聚合物树脂与无机或有机颗粒进行熔融共混，通过挤出或热压工艺形成薄板，借助聚合物树脂和添加颗粒之间力学性能的巨大差异而在双向拉伸过程中形成微孔结构的薄膜。然而上述两类制备方法均无法实现对薄膜微观结构的精细调控。

发明内容

基于此，有必要提供一种可实现对薄膜微观结构进行精细调控的压电驻极体薄膜及其制作方法。

一种压电驻极体薄膜的制作方法，包括如下步骤：

将氟化乙烯丙烯共聚物薄膜与聚四氟乙烯薄膜交替层叠在一起并置于一基底上，交叠之后最外的两层为聚四氟乙烯薄膜，其中，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜的厚度为7～15μm，所述聚四氟乙烯薄膜的厚度为2～7μm；

将一网格状压板置于与所述基底相对的最外侧的聚四氟乙烯薄膜上，并在所述压板上施加压力，加热所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜与所述聚四氟乙烯薄膜至250～300℃并保持12～18分钟，冷却后拆除所述压板及所述基底，得到中部开设微孔的所述压电驻极体薄膜。

在其中一个实施例中，所述氟化乙烯丙烯共聚物薄膜的数量为多个。

在其中一个实施例中，在所述压板上施加的压力5～22KPa。

在其中一个实施例中，所述压板上网孔的目数为10～100目；网孔的孔形状为正方形、正六边形或者圆形；网孔的气孔率为50～80％；网格线宽为0.1～0.5mm。

在其中一个实施例中，所述压板的孔为孔径大小在0.125mm～1.25mm×0.125mm～1.25mm之间的方形孔，或者为边长为0.06mm～0.55mm的正六边形孔。

在其中一个实施例中，所述制作方法还包括对制作得到的薄膜进行电极化处理的步骤。

在其中一个实施例中，所述电极化处理的具体步骤包括：将所述压电驻极体薄膜置于平板电极上，调节针电极与所述平板电极之间的距离为3～12cm，以12～32KV的直流电压进行恒压电晕充电30～120s。

在其中一个实施例中，所述制作方法还包括在电极化处理之后在所述压电驻极体薄膜的两侧蒸镀厚度为80～120nm的金属电极层的步骤。

在其中一个实施例中，所述金属电极层为铝电极层、镍电极层或铜电极层。

一种由上述任一实施例所述的压电驻极体薄膜的制作方法制作的压电驻极体薄膜。

上述压电驻极体薄膜的制作过程中，通过选取不同规格的网格状压板，如调控压板上网孔的目数、丝径、孔形等参数及热黏合工艺参数可实现对压电驻极体薄膜中微孔结构的精细调控，实用性强，可广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明一实施方式的压电驻极体薄膜的制作方法流程图；

图2为图1制作方法的实物示意图；

图3为本发明制作的微孔结构的压电驻极体薄膜的扫描电镜图；

图4为压电聚合物薄膜的准静态d₃₃的压强特性图；

图5为本发明制作的压电驻极体薄膜与PP压电驻极体薄膜准静态d₃₃在90℃时的衰减曲线；

图6为90℃的预老化处理对本发明制作的压电驻极体薄膜热稳定性的影响曲线；

图7为压电驻极体薄膜的理论模型；

图8PTFE多孔膜经正负极性电晕充电后在250℃时的等温衰减曲线；

图9非多孔PTFE膜经正负极性电晕充电后在200℃时的等温衰减曲线。

具体实施方式

下面主要结合附图及实施例对本发明的压电驻极体薄膜及其制作方法作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，一实施方式的压电驻极体薄膜的制作方法，包括如下步骤：

步骤S110，将氟化乙烯丙烯共聚物(FEP)薄膜110与聚四氟乙烯(PTFE)薄膜120交替层叠在一起并置于一基底130上，其中，交叠之后最外的两层为聚四氟乙烯薄膜120。

在本实施方式中，氟化乙烯丙烯共聚物薄膜110的厚度为7～15μm，聚四氟乙烯薄膜120的厚度为2～7μm。