CN106432990A - 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法 - Google Patents

一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106432990A
CN106432990A CN201610819330.2A CN201610819330A CN106432990A CN 106432990 A CN106432990 A CN 106432990A CN 201610819330 A CN201610819330 A CN 201610819330A CN 106432990 A CN106432990 A CN 106432990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lamellar
zno
damping material
pvdf
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610819330.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106432990B (zh
Inventor
马驰
闫丽玲
陈尔凡
张羽
孙明月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang University of Chemical Technology
Original Assignee
Shenyang University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang University of Chemical Technology filed Critical Shenyang University of Chemical Technology
Priority to CN201610819330.2A priority Critical patent/CN106432990B/zh
Publication of CN106432990A publication Critical patent/CN106432990A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106432990B publication Critical patent/CN106432990B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/06—Coating with compositions not containing macromolecular substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/12—Chemical modification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法，属于压电阻尼复合材料制备领域。首先利用水热法制备片状氧化锌，并用偶联剂对其处理，另一方面将聚偏氟乙烯（PVDF）粉末溶解在其良溶剂中，然后将二者混合通过热压成型的方法制备出片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。其利用PVDF的压电性使机械振动更多的转化为了电能，提高了材料的阻尼效果，防止了传统阻尼材料易产生的热失效问题，且由于片状ZnO的引入有效的提高了其力学性能和压电性能，进而也使其阻尼效果得以改善。此外该方法产品性能稳定，易工业化生产，可广泛用于制备桥梁汽车的减振制品及吸波防腐涂料等。

Description

一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻尼材料及其制备方法，特别是涉及一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法。
背景技术
阻尼材料是一种能吸收振动机械能并将其转化成其他形式能损失掉的新型功能材料。各种阻尼材料已广泛的应用于汽车、舰船、飞机、导弹等众多领域。由于粘弹性阻尼材料在受到外力作用时，其内部的分子链运动、内摩擦力以及大分子链之间物理键的不断破坏与再生必然吸收大量的振动能量，使之变成热能损耗掉，因此粘弹性阻尼材料通常具有较好的阻尼效果。
但是对于传统的粘弹性阻尼材料来说，要提升材料的阻尼效果就必须使更多的机械振动能转变为热能。然而粘弹性材料通常都是热的不良导体，且耐热性均较差，由阻尼作用所产生的大量热将会使材料的性能大幅下降，甚至给使用带来严重后果，因此具有全新的能量转换途径的新一代阻尼材料，具有十分广阔的应用前景。在能量转换途径方面，目前研究最活跃的领域是将机械振动能转换为电能，其中许多无机类材料如锆钛酸铅（PZT）和钛酸钡等虽然具有优良的压电性，但由于其自身阻尼性能较差且刚性较大，所以很难用在阻尼材料中。而在高分子材料中压电性是最好的是聚偏氟乙烯（PVDF），由于其声阻低，可与液体很好的配合，且质地柔软、耐腐蚀性好，在医疗及声波探测等领域有广泛的应用。Mohajir等研究了PVDF在熔融状态下，从其它相转化为β相的制备工艺。张宇洁等人采用超声波分散法制备了PVDF/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料，实验结果表明MWCNTs的引入导致其压电常数（d33）和屈服强度的提高。中国专利CN103102623A公开了一种将PVDF与咪唑/吡啶类离子液体混合来制备透明抗静电的聚偏氟乙烯压电材料的方法，该方法制备的共混材料具有良好的抗静电效果和优异的透明性。中国专利CN103980638A公开一种核/壳结构锌粒子/PVDF电介质及其制备方法，该方法可以通过控制ZnO厚度来改善聚合物的介电常数，并降低介电损耗，但并未考察该材料压电性能方面的变化。由此可见，目前对于PVDF的研究主要集中在其自身及其复合共混体系的电性能提升，主要包括介电性能，导电性能以及压电性能，而将其作为阻尼材料却鲜有研究，并且如何有效的利用其压电性来提升阻尼效果更是一个亟待解决的难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法，本发明的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料提供了一种将机械振动能变为电能再利用来的新途径，使其不但具有较好的压电性，还具有良好的阻尼效果和机械性能。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料，该材料由质量分数为5%~30%经偶联剂处理后的片状ZnO和70%~95%的PVDF所组成；片状ZnO为边长0.5～6μm，厚度0.1～1μm的类六边型片状粉末；偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物、十七氟癸基三甲氧基硅烷、硬脂酸中的一种；偶联剂用量为片状ZnO质量的0.1~5%。
一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料制备方法，所述方法具体包括以下步骤：
（1）片状ZnO的制备：将0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液以体积比为1:1的比例进行混合，保持反应温度为80～90℃，并控制体系的pH值在8～9之间，反应5～10小时；反应后的产物经离心机分离，并利用丙酮和水洗涤分别冲洗3遍后，60～70℃条件下烘干3～8小时，制得片状ZnO；
（2）片状ZnO的预处理：将占片状ZnO质量0.1~10%的偶联剂溶解在大量的丙酮溶液中，然后将制得的片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20~35kHz频率条件下，超声分散0.5～1小时，然后再将分散产物60℃条件下烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO；
（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在20～30℃条件下将PVDF溶解在溶剂中，然后逐渐将经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入带有排气装置的模具中，并在120～160℃，20MPa条件下热压0.5～2小时；
（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行喷金处理，干燥后放入80～110℃的硅油中进行极化，极化电场强度为5～10kV/mm，极化时间为10～30分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
所述的一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料制备方法，所述的溶剂为乙醇、丙酮、二甲基乙酰胺和N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
本发明的优点与效果是：
本发明的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料，不但在一定程度上克服了传统阻尼材料由于减振生热而产生的性能下降，还提供了一种将机械振动能变为电能再利用来的新途径。片状氧化锌的加入使PVDF的压电性得以提高，而由于PVDF自身的粘弹特性使其不但具有较好的压电性，还具有良好的阻尼效果和机械性能。此外该方法产品性能稳定，易工业化生产，可广泛用于制备桥梁、汽车、船舶的减振制品及吸波防腐涂料等。
附图说明
图1为本发明的制备流程图；
图2为本发明片状ZnO制备的化学反应方程式；
图3为本发明片状ZnO的扫描电镜图；
图4为本发明掺杂了片状ZnO的PVDF的扫描电镜图；
图5为本发明片状ZnO含量对压电阻尼材料阻尼性能的影响图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
下面参照图1和图2对本发明进行详细说明。
实施例1
（1）片状ZnO的制备：首先分别配置浓度均为0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液200ml，然后在加有温度计和搅拌桨的500ml三口烧瓶中，分别加入以上两种溶液各100ml，升温至85℃，并控制反应体系的pH值保持在8.5，反应8小时。反应后将产物利用离心机在10000r/min条件下分离10分钟，之后将反应器底部的产物用丙酮和纯净水分别冲洗3遍后，放入70℃的鼓风烘箱中，烘干5小时，制得120g片状ZnO。
（2）片状ZnO的预处理：将0.5g的偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在300ml的丙酮溶液中，然后将制得的10g的片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20kHz频率条件下，超声波分散1小时，然后再将分散产物放入60℃的鼓风烘箱中烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO。
（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在30℃条件下将90g的PVDF溶解在500ml乙醇溶液中，然后逐渐将10g经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入预置有排气孔的模具中，最后将模具置于在平板硫化机上130℃，20MPa条件下热压1小时。
（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行在离子喷溅仪上喷金处理0.5小时，干燥后放入90℃的硅油中进行极化，极化电场强度为10kV/mm，极化时间为20分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
实施例2
（1）片状ZnO的制备：首先分别配置浓度均为0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液200ml，然后在加有温度计和搅拌桨的500ml三口烧瓶中，分别加入以上两种溶液各100ml，升温至85℃，并控制反应体系的pH值保持8.5，反应10小时。然后将产物利用离心机在10000r/min条件下分离10分钟，之后将反应器底部的产物用丙酮和纯净水分别冲洗3遍后，放入70℃的鼓风烘箱中，烘干3小时，制得126g片状ZnO。
（2）片状ZnO的预处理：将0.75g的偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在300ml的丙酮溶液中，然后将制得的15g片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在35kHz频率条件下，超声波分散1小时，然后再将分散产物放入60℃的鼓风烘箱中烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO。
（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在25℃条件下将85g的PVDF溶解在500ml乙醇溶液中，然后逐渐将15g经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入预置有排气孔的模具中，最后将模具置于在平板硫化机上160℃，20MPa条件下热压0.5小时。
（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行在离子喷溅仪上喷金处理0.5小时，干燥后放入100℃的硅油中进行极化，极化电场强度为8kV/mm，极化时间为20分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
实施例3
（1）片状ZnO的制备：首先分别配置浓度均为0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液200ml，然后在加有温度计和搅拌桨的500ml三口烧瓶中，分别加入以上两种溶液各100ml，升温至80℃，并控制反应体系的pH值保持在8，反应10小时。然后将产物利用离心机在10000r/min条件下分离10分钟，之后将反应器底部的产物用丙酮和纯净水分别冲洗3遍后，放入60℃的鼓风烘箱中，烘干6小时，制得115g片状ZnO。
（2）片状ZnO的预处理：将1g的偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在300ml的丙酮溶液中，然后将制得的20g片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20kHz频率条件下，超声波分散1小时，然后再将分散产物放入60℃的鼓风烘箱中烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO。
（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在30℃条件下将80g的PVDF溶解在500ml乙醇溶液中，然后逐渐将20g经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入预置有排气孔的模具中，最后将模具置于在平板硫化机上120℃，20MPa条件下热压1小时。
（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行在离子喷溅仪上喷金处理0.5小时，干燥后放入90℃的硅油中进行极化，极化电场强度为5kV/mm-1，极化时间为20分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
实施例4
（1）片状ZnO的制备：首先分别配置浓度均为0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液200ml，然后在加有温度计和搅拌桨的500ml三口烧瓶中，分别加入以上两种溶液各100ml，升温至80℃，并控制反应体系的pH值保持在8，反应10小时。然后将产物利用离心机在10000r/min条件下分离10分钟，之后将反应器底部的产物用丙酮和纯净水分别冲洗3遍后，放入60℃的鼓风烘箱中，烘干6小时，制得115g片状ZnO。
（2）片状ZnO的预处理：将1.25g的偶联剂十七氟癸基三甲氧基硅烷溶解在300ml的丙酮溶液中，然后将制得的25g片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20kHz频率条件下，超声波分散1小时，然后再将分散产物放入60℃的鼓风烘箱中烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO。
（3）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在30℃条件下将80g的PVDF溶解在500ml乙醇溶液中，然后逐渐将25g经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入预置有排气孔的模具中，最后将模具置于在平板硫化机上120℃，20MPa条件下热压1小时。
（4）片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行在离子喷溅仪上喷金处理0.5小时，干燥后放入90℃的硅油中进行极化，极化电场强度为5kV/mm-1，极化时间为20分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
对比例
（1）不含片状ZnO的PVDF压电阻尼材料的制备：首先在30℃条件下将100g的PVDF溶解在500ml乙醇溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入预置有排气孔的模具中，最后将模具置于在平板硫化机上120℃，20MPa条件下热压1小时。
（2）不含片状ZnO的PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行在离子喷溅仪上喷金处理0.5小时，干燥后放入110℃的硅油中进行极化，极化电场强度为100kV/mm-1，极化时间为20分钟，得到极化后的PVDF压电阻尼材料。
实施例1～4与对比例的性能对比见表1，可以看出随着片状ZnO含量的增高压电阻尼材料的压电常数d33随之升高，并且损耗因子tanδ也随之升高，说明该阻尼材料阻尼性能提升的同时材料的压电性能也得以提升。而且通过力学性能测试可以看出，片状ZnO对材料的抗拉强度也有明显的改善作用，在片状氧化锌含量达到20%时，材料的拉伸强度达到了25MPa，同时材料的压电常数为25，损耗因子也达到了0.26，说明片状ZnO的加入对材料的阻尼性能和压电性能均有改善的效果。
表1 PVDF和片状ZnO含量对压电阻尼材料性能的影响
。

Claims (3)

1.一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料，其特征在于，该材料由质量分数为5%~30%经偶联剂处理后的片状ZnO和70%~95%的PVDF所组成；片状ZnO为边长0.5～6μm，厚度0.1～1μm的类六边型片状粉末；偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物、十七氟癸基三甲氧基硅烷、硬脂酸中的一种；偶联剂用量为片状ZnO质量的0.1~5%。
2.一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料制备方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
片状ZnO的制备：将0.1mol/L的六亚甲基四胺和醋酸锌溶液以体积比为1:1的比例进行混合，保持反应温度为80～90℃，并控制体系的pH值在8～9之间，反应5～10小时；反应后的产物经离心机分离，并利用丙酮和水洗涤分别冲洗3遍后，60～70℃条件下烘干3～8小时，制得片状ZnO；
片状ZnO的预处理：将占片状ZnO质量0.1~10%的偶联剂溶解在大量的丙酮溶液中，然后将制得的片状ZnO放入该含有偶联剂的丙酮溶液中，在20~35kHz频率条件下，超声分散0.5～1小时，然后再将分散产物60℃条件下烘干12小时，制得经偶联剂处理后的片状ZnO；
片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的制备：首先在20～30℃条件下将PVDF溶解在溶剂中，然后逐渐将经偶联剂处理后的片状ZnO加入到含有PVDF的溶液中，并且剧烈搅拌，混合均匀后，将其倒入带有排气装置的模具中，并在120～160℃，20MPa条件下热压0.5～2小时；
片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料的极化处理：将热压后的产物进行喷金处理，干燥后放入80～110℃的硅油中进行极化，极化电场强度为5～10kV/mm，极化时间为10～30分钟，得到极化后的片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料。
3.根据权利要求2所述的一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料制备方法，其特征在于，所述的溶剂为乙醇、丙酮、二甲基乙酰胺和N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
CN201610819330.2A 2016-09-13 2016-09-13 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法 Active CN106432990B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610819330.2A CN106432990B (zh) 2016-09-13 2016-09-13 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610819330.2A CN106432990B (zh) 2016-09-13 2016-09-13 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106432990A true CN106432990A (zh) 2017-02-22
CN106432990B CN106432990B (zh) 2018-09-11

Family

ID=58168802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610819330.2A Active CN106432990B (zh) 2016-09-13 2016-09-13 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106432990B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732004A (zh) * 2017-11-20 2018-02-23 中北大学 一种全旋涂式柔性复合压电发电机的制备方法
CN108003616A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 苏州南尔材料科技有限公司 一种片状压电材料的制备方法
CN108047698A (zh) * 2017-12-11 2018-05-18 沈阳化工大学 一种介孔分子筛掺杂聚偏氟乙烯/聚氨酯压电阻尼材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101494094A (zh) * 2009-03-11 2009-07-29 北京航空航天大学 氧化锌掺杂的聚偏氟乙烯介电薄膜材料及其制备方法
CN103058265A (zh) * 2013-02-05 2013-04-24 南京工业大学 一种高比表面积介孔纳米片状氧化锌粉体的制备方法
CN104877152A (zh) * 2015-05-08 2015-09-02 陕西科技大学 一种制备铜基纳米氧化锌-聚偏氟乙烯复合材料的方法
CN205528553U (zh) * 2015-10-28 2016-08-31 哈尔滨理工大学 高介电常数低介电损耗的聚偏氟乙烯基复合薄膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101494094A (zh) * 2009-03-11 2009-07-29 北京航空航天大学 氧化锌掺杂的聚偏氟乙烯介电薄膜材料及其制备方法
CN103058265A (zh) * 2013-02-05 2013-04-24 南京工业大学 一种高比表面积介孔纳米片状氧化锌粉体的制备方法
CN104877152A (zh) * 2015-05-08 2015-09-02 陕西科技大学 一种制备铜基纳米氧化锌-聚偏氟乙烯复合材料的方法
CN205528553U (zh) * 2015-10-28 2016-08-31 哈尔滨理工大学 高介电常数低介电损耗的聚偏氟乙烯基复合薄膜

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王丹军等: "片状纳米ZnO的合成及其光催化活性研究", 《应用化工》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107732004A (zh) * 2017-11-20 2018-02-23 中北大学 一种全旋涂式柔性复合压电发电机的制备方法
CN108003616A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 苏州南尔材料科技有限公司 一种片状压电材料的制备方法
CN108047698A (zh) * 2017-12-11 2018-05-18 沈阳化工大学 一种介孔分子筛掺杂聚偏氟乙烯/聚氨酯压电阻尼材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106432990B (zh) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110375894A (zh) 一种MXene@CS@PDMS三维多孔复合材料及其制备方法和应用
Wang et al. Poly (ionic liquid) s-based nanocomposite polyelectrolytes with tunable ionic conductivity prepared via SI-ATRP
CN106432990A (zh) 一种片状ZnO掺杂PVDF压电阻尼材料及其制备方法
CN105385106A (zh) 一种高导热绝缘复合材料的制备方法
CN104151581B (zh) 碳纤维/氧化石墨烯/有机硅树脂多维混杂复合材料的制备方法
CN105820276B (zh) 一种超高电导率石墨烯改性聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备方法
JP5847225B2 (ja) 誘電膜およびその製造方法、並びにそれを用いたトランスデューサ
CN106832707A (zh) 铜金属有机框架/聚乙烯醇纳米复合膜的制备方法
CN107051339B (zh) 一种纤维复合增韧SiO2气凝胶及其制备方法
CN104403275A (zh) 一种改性石墨烯/热固性树脂复合材料及其制备方法
CN105655561B (zh) 一种磷酸锰锂纳米片的合成方法
TW201918528A (zh) 塗液、塗膜的製造方法及塗膜
CN103739840A (zh) 一种富勒烯-聚酰亚胺导电薄膜的制备方法
CN108997754A (zh) 一种聚酰亚胺高温介电复合膜及其制备方法
CN106587019A (zh) 一种木质素基生物碳/石墨烯复合纳米材料的制备方法
CN104817795B (zh) 一种石墨烯掺杂聚偏氟乙烯复合材料
Wu et al. Dielectric properties and thermal conductivity of polyvinylidene fluoride synergistically enhanced with silica@ multi-walled carbon nanotubes and boron nitride
WO2021000551A1 (zh) 一种接枝改性氧化铝及其制备方法、环氧复合材料及其应用
CN105838077A (zh) 一种用于生产导热硅胶片的石墨烯的表面处理方法
CN105295621A (zh) 一种可加热干燥宽温域水性阻尼涂料及制备方法
CN106384833A (zh) 一种改性碳纤维毡与石墨集流体构成的钒电池电极组件
CN104494225A (zh) 可加工氧化硅气凝胶复合刚性隔热瓦及其制备方法
CN105885758A (zh) 一种石墨烯包覆无机填料复合树脂胶
CN107201660B (zh) 一种应用于pbo纤维表面的疏水涂层材料及涂层制备方法
CN110144067B (zh) 一种天然橡胶的导热复合材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant