[发明专利]一种复合压电驻极体材料的制备方法

说明书

一种复合压电驻极体材料的制备方法，涉及一种制备方法。本发明解决了现有压电驻极体相对于压电陶瓷等压电材料压电系数低、力学性能差而使其在柔性传感器的应用领域受到限制的问题。本发明的步骤一：制备聚丙烯压电薄膜；先将聚丙烯熔融，然后与石墨烯粉末混合均匀，得到混合均匀的熔体；所述聚丙烯与石墨烯的质量比为1:0～0.025；将所述混合均匀的熔体注射到模具中，混合均匀的熔体注射完毕后，将模具在一定温度下保存一段时间，接着卸压冷却定型，得到具有孔洞结构的可用于压电材料的聚丙烯压电薄膜；步骤二：对聚丙烯压电薄膜进行一次膨化处理；步骤三：对聚丙烯压电薄膜进行二次膨化处理。本发明用于压电驻极体材料的制备。

技术领域

本发明涉及一种制备方法，具体涉及一种复合压电驻极体材料的制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

压电驻极体是在近几年来才兴起的一个驻极体研究分支领域。压电驻极体材料是近年来崛起的新一代具有压电属性的非极性功能材料。压电驻极体是一种多孔驻极体材料，其内部存在扁平状的气泡孔洞结构，其长度为数十至上百微米，厚度约为十微米。气泡中的气体通常为空气，也可是六氟化硫(SF6)等拥有高电介质常数的气体。压电驻极体材料内部或表面储存有永久的电荷，则需要进行极化。对压电驻极体进行电晕极化处理时，气泡中的气体被电离击穿，所产生的正负离子电荷在极化电场的作用下进行迁移，被捕获并长期储存在气泡的气体/驻极体界面的介质处，使得气泡两侧带有等量异号的空间电荷，形成了宏观尺度(微米量级)的电偶极子。同时，电偶极子还能通过静电感应效应，在上下电极上形成感应电荷。

压电驻极体综合了传统压电陶瓷和压电聚合物的突出特性，相较于压电陶瓷、压电单晶具有明显的结构优势，而压电系数远大于聚偏氟乙烯及其聚合物等有机压电材料，一般能达到500pC/N以上。

面对越来越多的特殊信号和特殊环境以及越来越高的应用需求，柔性电子技术应运而生。柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器，要求柔性材料要具有良好的柔韧性和延展性、低模量、易变形等属性。现有压电驻极体相对于压电陶瓷等压电材料压电系数低、力学性能差而使其在柔性传感器的应用领域受到限制的问题。

发明内容

本发明为了解决现有压电驻极体相对于压电陶瓷等压电材料压电系数低、力学性能差而使其在柔性传感器的应用领域受到限制的问题。进而提供了一种复合压电驻极体材料的制备方法。

本发明的技术方案是一种复合压电驻极体材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备聚丙烯压电薄膜；

步骤一一：先将聚丙烯熔融，然后将熔融后的聚丙烯与石墨烯粉末按照质量比为1:0～0.025进行均匀混合并得到熔体；

步骤一二：将步骤一一种均匀混合后的熔体注射到模具中；

步骤一三：待均匀混合的熔体注射完毕后，将模具置于充满CO₂气体的高压容器中，将模具在一定温度下保存一段时间后再升温发泡；

步骤一四：对模具进行卸压冷却定型，得到具有孔洞结构的可用于压电材料的聚丙烯压电薄膜；

步骤二：对聚丙烯压电薄膜进行一次膨化处理；

将步骤一中制备的聚丙烯压电薄膜裁剪成方形，并将其放置于具备加热功能的封闭腔室中；

随后，向封闭腔室中注入高压氮气直到腔内气压维持恒定，同时使封闭腔内保持在一定的温度下，以使得氮气充分进入到聚丙烯压电薄膜中；

最后，快速将封闭腔室内的气压降至常压，并将样品取出；

步骤三：对聚丙烯压电薄膜进行二次膨化处理；