[发明专利]一种介电柔性薄膜及其制备方法

权利要求书

1.一种介电柔性薄膜，其特征在于，包括1D-TiO₂@PI复合薄膜，所述1D-TiO₂@PI复合薄膜的两侧分别设有0D-Al₂O₃@PI复合薄膜，形成三明治结构；所述1D-TiO₂@PI复合薄膜由一维二氧化钛与聚酰亚胺制备得到，所述0D-Al₂O₃@PI复合薄膜由零维氧化铝与聚酰亚胺制备得到。

2.一种权利要求1所述的介电柔性薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：以钛酸四丁脂为钛源，聚乙烯吡咯烷酮为助纺剂，通过静电纺丝、干燥、烧结、研磨得到一维二氧化钛；

S2：利用盐酸多巴胺对一维二氧化钛进行表面改性；

S3：将零维氧化铝和改性后的一维二氧化钛分别加入N,N-二甲基甲酰胺中，分散均匀后分别加入聚酰亚胺，搅拌均匀，得到0D-Al₂O₃@PI胶体和1D-TiO₂@PI胶体；

S4：通过流延法将0D-Al₂O₃@PI胶体和1D-TiO₂@PI胶体制成复合薄膜；

S5：对复合薄膜进行干燥、淬火，得到具有三明治结构的所述介电柔性薄膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S11：将钛酸四丁酯加入到乙酰丙酮中，在室温下搅拌均匀，得到同质化分散的前驱体溶液A；

S12：取无水乙醇加入容器中，加热，在缓慢搅拌的过程中，将聚乙烯吡咯烷酮分次加入到无水乙醇中，搅拌至聚乙烯吡咯烷酮完全溶解，形成均匀胶体，并且无气泡，得到前驱体溶液B；

S13：将前驱体溶液A倒入前驱体溶液B中，搅拌均匀，得到前驱体溶液C；

S14：在搅拌下将聚乙烯吡咯烷酮加入前驱体溶液C中进行微调，加热搅拌后，得到前驱体溶液D；

S15：将前驱体溶液D搅拌得到纺丝液，随后将其静电纺丝，收集得到PVP/TiO₂复合纳米纤维毡；

S16：将PVP/TiO₂复合纳米纤维毡进行干燥、烧结、研磨，得到一维二氧化钛。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中乙酰丙酮与钛酸四丁酯的质量比为1：3-5；

所述步骤S12中加热温度为40-60℃，搅拌转速为200-240r/min；

所述步骤S15中的纺丝工艺参数为：应用电压1.3kV，接收装置与针头的距离为20cm，泵速0.8mL/h，滚筒接受电极转速为3000rpm。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：

S21：将一维二氧化钛均匀分散在去离子水中，得到溶液E；

S22：将盐酸多巴胺均匀分散在去离子水中，得到溶液F；

S23：向溶液E中加入三(羟甲基)氨基甲烷，完全溶解后，将溶液F缓慢滴入溶液E中，搅拌均匀，得到溶液G；

S24：向溶液G中加入无水乙醇，离心、干燥，得到改性后的一维二氧化钛。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S21中一维二氧化钛与去离子水质量体积比为0.15-0.18g：50-55mL；所述步骤S22中盐酸多巴胺与去离子水的质量体积比为0.05-0.08g：2-3mL。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：

S31：将零维氧化铝均匀分散在加入N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入聚酰亚胺，搅拌均匀，得到0D-Al₂O₃@PI胶体；

S32：将改性后的一维二氧化钛均匀分散在N,N-二甲基甲酰胺中，然后加入聚酰亚胺，搅拌均匀，得到1D-TiO₂@PI胶体。