[发明专利]一种聚合物基压电薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚合物基压电薄膜，其特征在于，包括聚合物和二维层状结构化合物；所述聚合物与二维层状结构化合物的质量比为100：(0.1～2)；

所述聚合物为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚偏氟乙烯-三氟乙烯中的一种或多种；

所述二维层状结构化合物的化学组成为M_n+1X_nT_y，其中n＝1、2或3，M为过渡金属元素，T为-O、-OH或-F官能团，X为碳元素或氮元素；

所述聚合物基压电薄膜的制备方法，包括以下步骤：

将聚合物与二维层状结构化合物混合，得到纺丝浆料；

将所述纺丝浆料依次进行静电纺丝和第一热压，得到初始薄膜；

将所述初始薄膜依次进行层叠、第二热压和轧制，得到所述聚合物基压电薄膜。

2.根据权利要求1所述的聚合物基压电薄膜，其特征在于，所述二维层状结构化合物包括Ti₃C₂、Ti₂C和Ti₄N₃中的一种或多种。

3.权利要求1或2所述聚合物基压电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将聚合物与二维层状结构化合物混合，得到纺丝浆料；

将所述纺丝浆料依次进行静电纺丝和第一热压，得到初始薄膜；

将所述初始薄膜依次进行层叠、第二热压和轧制，得到所述聚合物基压电薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物以聚合物溶液的形式加入；所述聚合物溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述聚合物溶液中聚合物与溶剂的质量比为1：(2～10)。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述二维层状结构化合物以二维层状结构化合物溶液的形式加入；所述二维层状结构化合物溶液的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述二维层状结构化合物溶液中二维层状结构化合物与溶剂的质量比为1：(2000～10000)。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的条件包括：注射器的推速为0.5～1.5mL/h；所述纺丝中注射器与滚筒接收器的距离为10～18cm；所述纺丝中滚筒接收器的转速为400～800rpm。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一热压的温度为200～350℃，压力为30～50MPa。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述层叠中纤维膜的层叠数为3；

所述第二热压的温度为200～350℃，压力为30～50MPa。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述轧制的温度为40～90℃，轧制的转速为10～30rpm；轧制前薄膜的厚度为20～80μm；轧制后的薄膜厚度为轧制前薄膜厚度的1/3～1/5。

10.权利要求1或2所述聚合物基压电薄膜或权利要求3～9任一项所述制备方法制备得到的聚合物基压电薄膜在压电器件中的应用。