[发明专利]一种具有梯度结构的聚合物共混薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度结构的聚合物共混薄膜，其特征在于，由线性电介质聚合物和铁电聚合物经挤出、静电纺丝、热压制成；共混薄膜中，所述线性电介质聚合物的含量呈梯度变化。

2.根据权利要求1所述的具有梯度结构的聚合物共混薄膜，其特征在于，所述线性电介质聚合物在所述共混薄膜中的体积分数在10％至90％范围内。

3.根据权利要求2所述的聚合物共混薄膜，其特征在于，将所述共混薄膜的中心区域定义为中间层，与中间层对应的两个外表面分别定义为第一表层和第二表层，所述梯度变化包括线性梯度变化，所述线性梯度变化包括：

所述线性电介质聚合物的体积分数沿所述第一表层至所述中心层线性递减，由所述中心层至所述第二表层线性递增。

4.根据权利要求3所述的具有梯度结构的聚合物共混薄膜，其特征在于，所述梯度变化还包括非线性梯度变化，所述非线性梯度变化包括：

所述线性电介质聚合物的体积分数沿第一表层至中心层非线性递减，由所述中心层至所述第二表层非线性递增；或；

所述线性电介质聚合物的体积分数沿第一表层至中心层非线性递增，由所述中心层至所述第二表层非线性递减。

5.根据权利要求1-4任一项所述的具有梯度结构的聚合物共混薄膜，其特征在于，所述线性电介质聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和聚酰亚胺中的一种或多种；所述铁电聚合物包括聚偏氟-三氟乙烯和/或聚偏氟乙烯。

6.根据权利要求5所述的具有梯度结构的聚合物共混薄膜，其特征在于，所述共混薄膜的厚度在1μm至100μm范围内。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的具有梯度结构的聚合物共混薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将线性电介质聚合物和铁电聚合物分别分散在混合溶剂中，搅拌均匀形成两种纺丝前驱体溶胶；

S2、将两种所述纺丝前驱体溶胶转移至双挤出机中，以匀变速的速度推注到一起后搅拌均匀，静电纺丝，滚筒接收共混纤维，得到由所述共混纤维堆积成的纤维毡；其中，通过调节推注速度控制所述共混纤维中所述线性电介质聚合物的含量；

S3、采用热压工艺对所述纤维毡进行热压成膜处理，得到具有梯度结构的聚合物共混薄膜。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述混合溶剂包括N-N二甲基甲酰胺和丙酮，所述N-N二甲基甲酰胺与所述丙酮的体积比为3：2。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝前驱体溶胶的体积百分数在5％至15％范围内。

10.根据权利要求7-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述采用热压工艺对所述纤维毡进行热压成膜处理包括步骤：

将所述纤维毡在100-400℃、2-20Mpa条件下热压0-60min，形成薄膜，然后将所述薄膜置于冰水中冷淬处理。