[发明专利]一种PA-PVDF合金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种PA-PVDF合金材料的制备方法。

背景技术

某些电介质晶体通过纯粹的机械作用使得晶体极化，导致介质两端表面上出现符号相反的束缚电荷，电荷密度与外力正比。这种由于机械的作用而使晶体表面荷电的现象叫正压电效应。反之，在晶体上施加电场，将会产生与电场强度成正比的应变或机械力，这种现象叫做逆压电效应。正压电效应和逆压电效应统称压电效应。具有压电效应的材料就叫压电材料。

虽然压电陶瓷材料提供了较高的机电祸合性能，较宽的介电选择范围以及较低的介电和机械损耗，但是在水声、超声换能器的应用中，由于压电陶瓷的高密度、高声速、高声阻抗，难以实现与水及人体相匹配，更难实现空气的匹配。此外，压电陶瓷的脆性大，耐机械冲击和非对称应力小，成型加工困难、不能获得任意形状以及耐冲击性较差等缺点，使其应用受到一定限制。

为了满足上述的要求，必须开发新型材料。一种主要途径是寻找一种新的单一材料以满足上述的要求，在这方面令人感兴趣的材料是压电聚合物。压电聚合物是近30年来发展起来的一类新型压电材料，由于它具有一些独特的性能，发展很快，其中最受关注的是聚偏氟乙烯(PVDF)。

PVDF柔软、成型性能良好，耐冲击、压电电压常数高，所以很适于制作声接收元件。与压电陶瓷相比压电聚合物具有密度低、声速低、声学阻抗与水或人体软组织匹配、弹性柔顺性好、可制成大面积均匀的薄膜或异型件、低介电常数、高热释电优值等优点。

1980年Newman等首次观测到尼龙n的压电性，确定尼龙n为铁电体。并对尼龙11的压电性进行了较为广泛的研究，发现淬火并冷拉伸的尼龙11薄膜显示出较高的压电性，拉伸取向后，压电应变常数增大了25％，压电应力常数增大了85％，而且随拉伸倍数的增加，尼龙11的剩余极化强度显著增大。

压电材料是一种发展迅速的先进功能材料，可广泛应用于各种换能器、传感器、传动装置中。但是随着科学技术的不断发展，只具备单一性能的压电材料已不能满足生产和科学研究的需要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种PA-PVDF合金材料的制备方法，所得PA-PVDF合金材料具有良好的耐冲击性能、拉伸性能和强度。

一种PA-PVDF合金材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将乳化剂2～7份、壳聚糖0.5～1.8份加至水30～50份中，边搅拌边加入甲基丙烯酸异丁酯3～7份、聚碳酸酯1～6份、碳酸二甲酯2～8份、硬脂酸锌2～7份，搅拌，加入引发剂0.1～0.4份，加热保温，再加入二氧化锰1～2份、碳化硅粉体20～30份，搅拌，抽滤、用乙醇洗涤滤饼，滤饼烘干，得到聚合物；

步骤2，以重量份计，将聚合物2～6份、PA113～5份、PVDF4～8份、甲醛次硫酸钠1～5份、石蜡2～6份、二月桂酸二丁基锡2～4份、邻苯二甲酸二辛酯1～3份、硅烷偶联剂1～3份混合，加热保温，冷却，得到合金材料；

步骤3，将步骤2所得合金材料在双螺杆挤出机上挤出造粒，即得。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠或二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠中的一种。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中加热温度为70～90℃，保温时间为1～2h。

作为上述发明的进一步改进，步骤1中引发剂为异丙苯过氧化氢、二异丙苯过氧化氢或对甲基丙苯过氧化氢中的一种。

作为上述发明的进一步改进，步骤2中加热温度为50～60℃，保温时间为2～3h。

作为上述发明的进一步改进，步骤3中挤出机的主机转速为200r/min、压力为10～15MPa。

作为上述发明的进一步改进，步骤3中挤出机各区温度为：一区温度100～120℃、二区温度110～130℃、三区温度130～140℃、四区温度140～150℃、五区温度130～140℃。

本发明提供的PA-PVDF合金材料具有良好的耐冲击性能、拉伸性能和强度。

具体实施方式

实施例1

一种PA-PVDF合金材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，以重量份计，将乳化剂2份、壳聚糖0.5份加至水30份中，边搅拌边加入甲基丙烯酸异丁酯3份、聚碳酸酯1份、碳酸二甲酯2份、硬脂酸锌2份，搅拌，加入引发剂0.1份，加热保温，再加入二氧化锰1份、碳化硅粉体20份，搅拌，抽滤、用乙醇洗涤滤饼，滤饼烘干，得到聚合物；