CN113802266A - 一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜、制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜、制备方法及其用途。所述聚丙烯腈复合纳米纤维膜,包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈,所述聚丙烯腈包括平面锯齿构象的聚丙烯腈和31‑螺旋构象的聚丙烯腈,所述平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量在85%以上。在本发明中,由于离子液体和/或无机填料的加入,提高了平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量,而该含量的提高,又提高了复合纳米纤维膜的压电性能。此外,聚丙烯腈的玻璃化温度高,介电损耗低,且价格便宜易得,可提升复合纳米纤维膜的整体性能,降低压电材料的制备成本,这对于新型压电材料的生产和推广应用提供了有利条件。

Description

一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜、制备方法及其用途
技术领域
本发明涉及压电材料领域,具体涉及一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜、制备方法及其用途。
背景技术
柔性传感器具备良好的柔韧性、可拉伸性、可以自由弯曲甚至折叠,能贴合到各种曲面,结构形式灵活多样。以具有高压电性能的薄膜为功能层制备的柔性传感器可以实现传统的刚性无机集成器件与人体柔性组织高度紧密贴合与集成,进而实现人体信息获取、处理等功能。
静电纺丝技术具有高效、可控等优点,可以制得直径小、表面积大、表面柔性、形貌可调、机械性能优良的纳米纤维膜,适用于多种聚合物及其复合材料,广泛应用于防护、过滤、能源等领域。
聚丙烯腈(PAN)具有较好的压电性能,其聚合物具有耐化学性、良好的力学性能以及优异的压电等性能,在技术应用和器件制备领域被广泛应用,但其压电性能还需要进一步提升。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
发明目的
本发明的目的在于提供一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜、制备方法及其用途,所得到的聚丙烯腈复合纳米纤维膜形貌光滑,偶极矩高,力学、介电、压电性能优异,且成本低,可作为柔性压电传感器的压电材料。
解决方案
为实现本发明目的,本发明实施例提供了以下技术方案。
一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜,包括离子液体(Ionic Liquid,IL)或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈(PAN),所述聚丙烯腈包括平面锯齿构象的聚丙烯腈和31-螺旋构象的聚丙烯腈,所述平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量在85%以上。
上述复合纳米纤维膜在一种可能的实现方式中,离子液体的质量为聚丙烯腈质量的3~9wt%,优选6%。
上述复合纳米纤维膜在一种可能的实现方式中,无机填料的质量为聚丙烯腈质量的5~10%,优选10%。
上述复合纳米纤维膜在一种可能的实现方式中,所述无机填料为六水合氯化铁和/或六水合硝酸铕。上述复合纳米纤维膜在一种可能的实现方式中,所述离子液体为1-烯丙基-3-丁基咪唑四硼酸盐。
上述复合纳米纤维膜在一种可能的实现方式中,所述聚丙烯腈的平均分子量为85000-150000,优选为85000。
本发明实施例还提供了一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
将聚丙烯腈混合溶液进行静电纺丝,得到聚丙烯腈复合纳米纤维膜,其中,所述静电纺丝采用滚筒接收,所述聚丙烯腈混合溶液包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈。
上述复合纳米纤维膜的制备方法在一种可能的实现方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法为:
在60~80℃加热、搅拌下,将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液。
上述复合纳米纤维膜的制备方法在一种可能的实现方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法为:
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解,搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液。
上述复合纳米纤维膜的制备方法在一种可能的实现方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法为:
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液。
上述复合纳米纤维膜的制备方法在一种可能的实现方式中,聚丙烯腈的质量浓度为9~17%g/mL。
上述复合纳米纤维膜的制备方法在一种可能的实现方式中,静电纺丝工艺参数包括如下工艺参数中的至少一个:
电压为16~24kV;
和/或,滚筒的转速为50~150rpm,优选120rpm;
和/或,接收距离为14~16cm,优选15cm;
和/或,推进速度为0.5~2.0mL/h,时间为2~6h。
本发明的实施例还提供了如上所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜在柔性压电传感器中的应用。
本发明的实施例还提供了一种柔性压电传感器,包括依次层叠的第一绝缘层、第I金属电极层、压电材料层、第II金属电极层和第二绝缘层;所述压电材料层的材料为如商所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜。
上述柔性压电传感器在一种可能的实现方式中,所述压电材料层的厚度为80~120μm,优选为100μm;
和/或,压电材料层的面积大小为2cm×2cm。
上述柔性压电传感器在一种可能的实现方式中,所述第I金属电极层和第II金属电极层的材质独立地为金、银、铜或铝;
和/或,所述第一绝缘层和第二绝缘层的材质独立地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
本发明的实施例还提供了一种如上所述的柔性压电传感器的制备方法,包括以下步骤:
在第一绝缘层的一侧设置第I金属电极层,得到第I金属-绝缘复合层;
在第二绝缘层的一侧设置第II金属电极层,得到第II金属-绝缘复合层;
在压电材料层的两侧分别设置第I金属-绝缘复合层和第II金属-绝缘复合层,使第I金属电极层和第II金属电极层分别与压电材料层接触;和,
压制成型。
有益效果
本发明提供的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,通过加入无机填料和/或离子液体,均可提高纳米纤维的平面锯齿构象含量,改善了PAN的力学、介电、压电性能。通过添加无机填料和/或离子液体,平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量从85.89%提高到90%以上,灵敏度从0.32KPa-1提高到0.4KPa-1以上。具体数据如表1所示。
表1
Figure BDA0003279168300000041
表1中,FE表示六水合氯化铁,EU表示六水合硝酸铕。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
图1为聚丙烯腈复合纳米纤维膜的FT-IR图,其中,(a)实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5以及对比例1的FT-IR图,(b)为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、以及对比例1的平面锯齿形构象的含量图;
图2为本发明对比例1提供的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的扫描电镜图谱;
图3为本发明实施例1、实施例3、实施例5与对比例1拉伸性能图;
图4为本发明实施例4与对比例1铁电性能图;
图5为本发明一种实施方式提供的柔性压力传感器结构示意图,其中1为绝缘层;2为电极层;3为PAN为功能层;
图6为本发明实施例5与对比例1所得柔性压电传感器灵敏度性能图;
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
另外,为了更好的说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有某些具体细节,本发明同样可以实施。在一些实施例中,对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。
除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。
根据本发明的一个方面,提供了一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜,包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈(也就说,所述复合纳米纤维膜包括离子液体和聚丙烯腈,或者包括无机填料和聚丙烯腈,或者包括无机填料、离子液体以及聚丙烯腈),所述聚丙烯腈包括平面锯齿构象的聚丙烯腈和31-螺旋构象的聚丙烯腈,所述平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量在85%以上,分别为87.75%、91.84%、93.60%、93.03%、94.74%。
平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量可以通过如下方法得到:对复合纳米纤维膜进行傅里叶红外光谱测试(FT-IR),所述平面锯齿构象的百分含量为平面锯齿构象聚丙烯腈的红外谱图中峰面积占总面积的比值。具体通过如下方式得到:对所得复合纳米纤维膜进行傅里叶红外光谱分析,其中1250cm-1和1230cm-1处的振动带分别对应于平面锯齿形构象和31-螺旋构象,使用下式计算平面锯齿形构象的含量,其中S1230和S1250是1230cm-1和1250cm-1处的峰面积,Φ(%)为平面锯齿构象的百分含量。
Φ(%)=S1250/(S1250+S1230)
所述平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量指:平面锯齿构象的聚丙烯腈的质量占平面锯齿构象的聚丙烯腈和31-螺旋构象的聚丙烯腈的质量总和的百分比。
在本发明一种优选地实施方式中,离子液体的质量为聚丙烯腈质量的3~9wt%,例如4wt%、6wt%或8wt%,如果小于3wt%,则平面锯齿构象的聚丙烯腈含量保持原水平,如果大于6wt%,则平面锯齿构象的聚丙烯腈含量下降,从平面锯齿构象含量最大化的角度考虑,优选6wt%。
离子液体作为离子化合物,它一般由有机阳离子和无机或有机阴离子构成,常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子等,阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等;阳离子主要以咪唑阳离子为主,阴离子主要以卤素离子和其它无机酸离子(如四氟硼酸根等)为主。在本发明一种优选地实施方式中,所述离子液体为1-烯丙基-3-丁基咪唑四硼酸盐。通过添加1-烯丙基-3-丁基咪唑四硼酸盐离子液体,可增加聚丙烯腈分子体系内氢键含量,进而提高其介电常数,提高压电性能。
在本发明一种优选地实施方式中,无机填料为无机盐,示例性的无机填料如钛酸钡、硝酸钠、硝酸银、六水合氯化铁或六水合硝酸铕等,通过添加无机填料,使聚丙烯腈晶面间距减小,进而影响聚丙烯腈的压电性能。
在本发明一种优选地实施方式中,无机填料的质量为聚丙烯腈质量的5~10%,优选10%。
在本发明一种优选地实施方式中,所述无机填料为六水合氯化铁和/或六水合硝酸铕。
在本发明一种优选地实施方式中,所述聚丙烯腈的平均分子量为85000-150000,如果聚丙烯腈的分子量小于85000,则溶液太稀不利静电于纺丝,如果聚丙烯腈的分子量大于150000,则导致溶液太粘稠,流动性差也不利于静电纺丝。从静电纺丝角度考虑,聚丙烯腈的分子量优选为85000。
典型但非限制性的聚丙烯腈如:MACKLIN公司(Mw=85000、Mw=150000)、ALDRICH公司(Mw=150000)。
根据本发明的另外一个发面,提供了一种如上所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
将聚丙烯腈混合溶液进行静电纺丝,得到聚丙烯腈复合纳米纤维膜,其中,所述静电纺丝采用滚筒接收,所述聚丙烯腈混合溶液包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈。
本发明提供的聚丙烯腈混合溶液进行静电纺丝,得到聚丙烯腈复合纳米纤维膜。本发明以聚丙烯腈为主料,以无机填料和/或离子液体作为填料,在静电场作用下发生拉伸形变和极化,再通过滚筒的取向拉伸,使聚丙烯腈由31-螺旋构象向平面锯齿构象转换,提高了平面锯齿构象聚丙烯腈的百分含量,所得到的聚丙烯腈复合纳米纤维膜形貌光滑,偶极矩高,力学、介电、压电性能优异,且成本低,可作为柔性压电传感器的压电材料。
在本发明一种优选地实施方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法包括:
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解,搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液。
在本发明一种优选地实施方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法为:
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液。
在本发明一种优选地实施方式中,聚丙烯腈混合溶液的制备方法为:
在60~80℃加热、搅拌下,将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈-离子液体混合溶液。
在本发明一种优选地实施方式中,聚丙烯腈的质量浓度为9~17%g/mL,也就是说,每100ml溶剂中含有9~17g的聚丙烯腈。
在本发明一种优选地实施方式中,静电纺丝工艺参数包括如下工艺参数中的至少一个:
电压为16~24kV;
和/或,滚筒的转速为50~150rpm,优选为120rpm;
和/或,接收距离为14~16cm,优选15cm;
和/或,推进速度为0.5~2.0mL/h,时间为2~6h。
根据本发明的另外一个发面,提供了一种如上所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜在柔性压电传感器中的应用。
根据本发明的另外一个方面,提供了一种柔性压电传感器,包括依次层叠的第一绝缘层、第I金属电极层、压电材料层、第II金属电极层和第二绝缘层;所述压电材料层的材料为如上所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜。
采用如上所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的柔性压电传感器具有较高的灵敏度,可达0.69KP-1,这与其他已报导的压力传感器的0.09KPa-1的灵敏度相比,提高了7~8倍。灵敏度的计算公式为:(C-C0)/C0/压力,其中C和C0分别代表加载和卸载时的电容。
在本发明一种优选地实施方式中,所述压电材料层的厚度为80~120μm,优选为100μm;
和/或,压电材料层的面积大小为2cm×2cm。
在本发明一种优选地实施方式中,所述第I金属电极层和第II金属电极层的材质独立地为金、银、铜或铝;
和/或,所述第一绝缘层和第二绝缘层的材质独立地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
根据本发明的另外一个方面,提供了一种如上所述的柔性压电传感器的制备方法,包括以下步骤:
在第一绝缘层的一侧设置第I金属电极层,得到第I金属-绝缘复合层;
在第二绝缘层的一侧设置第II金属电极层,得到第II金属-绝缘复合层;
在压电材料层的两侧分别设置第I金属-绝缘复合层和第II金属-绝缘复合层,使第I金属电极层和第II金属电极层分别与压电材料层接触;和,
压制成型。
以下实施例中,所用原料均可商购获得;其中聚丙烯腈购自MACKLIN公司,分子量85000。
实施例1
一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅使其混合均匀,然后加入84mg离子液体(IL)(即IL用量为PAN的6wt%),60℃条件下,加热磁搅12h,得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为15cm,正电压+16kv,负电压-2kv,推注速度1.0ml/h。制备得到具有压电功能的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为87.75%。
实施例2
一种掺杂六水合氯化铁的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈和0.14g六水合氯化铁溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅使其混合均匀得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为15cm,正电压+16kv,负电压-2kv,推注速度1.0ml/h。制备得到具有压电功能的六水合氯化铁-聚丙烯腈复合纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为91.84%。
实施例3
一种掺杂六水合氯化铁的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈和0.14g六水合氯化铁溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅使其混合均匀,然后加入84mg离子液体(IL),60℃条件下,加热磁搅12h,得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为15cm,正电压+16kv,负电压-2kv,推注速度1.0ml/h。制备得到具有压电功能的六水合氯化铁-聚丙烯腈复合纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为93.60%。
实施例4
一种掺杂六水合硝酸铕的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈和0.14g六水合硝酸铕溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅使其混合均匀,然后加入84mg离子液体(IL),60℃条件下,加热磁搅12h,得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为15cm,正电压+20kv,负电压-2kv,推注速度1.5ml/h。制备得到具有压电功能的六水合氯化铁-聚丙烯腈复合纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为93.03%。
实施例5
一种掺杂六水合硝酸铕的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈和0.14g六水合硝酸铕溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅使其混合均匀,然后加入84mg离子液体(IL),60℃条件下,加热磁搅12h,得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为15cm,正电压+20kv,负电压-2kv,推注速度1.5ml/h。制备得到具有压电功能的六水合氯化铁-聚丙烯腈复合纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为94.74%。
对比例1
一种聚丙烯腈复合纳米纤维材料的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1.4g聚丙烯腈溶于10mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,在60℃条件下,加热磁搅12h,得到纺丝液前驱体。
(2)纺丝液通过静电纺丝制备纳米纤维,纺丝机接收距离为16cm,正电压+16kv,负电压-2kv,推注速度1.0ml/h。制备得到具有压电功能的聚丙烯腈4纳米纤维膜,经红外光谱分析得到平面锯齿的百分含量为85.89%。
结构及性能表征与结果
利用透射电镜对实施例1~5的压电材料进行表征,实施例1~5所得压电材料(PAN-IL纳米材料)的SEM图类似(其中实施例1的测试结果如图2所示),材料由纳米纤维构成的薄膜,纤维粗细均匀,表面光滑。
由图1中的(b)可知,无机填料与离子液体均可提高聚丙烯腈的平面锯齿含量,且在二者协同作用下效果更为明显,聚丙烯腈平面锯齿含量从85.89%提高到92%以上;图3为实施例1/3/5及比例1的拉伸性能图,在无机填料和离子液体协同作用下可提高聚丙烯腈的应力和应变;图4为实施例4及比例1的铁电图,加入无机填料六水合硝酸铕,聚丙烯腈的电场强度大幅提升,从280kV/cm提升至1000kV/cm,剩余极化率也有所提升;本发明实施例1~5所得发电机的铁电性能、拉伸性能、灵敏度均优于对比例1,说明本发明提供的PAN-IL纳米纤维薄膜相对于PAN而言,性能更好。
由以上实施例可知,本发明提供的方法能够对PAN的构象进行转换,得到平面锯齿构象占比更大的PAN纳米纤维膜,这对于改善发电机的发电性能极为有利。
本发明提供的方法和所用设备简单,易于工业化生产。
利用本发明提供的PAN纳米纤维膜制备得到的柔性压电纳米发动机的输电性能更好,具有广阔的市场推广前景。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述,但它仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例,人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例,这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种聚丙烯腈复合纳米纤维膜,包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈,所述聚丙烯腈包括平面锯齿构象的聚丙烯腈和31-螺旋构象的聚丙烯腈,所述平面锯齿构象的聚丙烯腈的百分含量在85%以上。
2.如权利要求1所述的复合纳米纤维膜,其特征在于,无机填料的质量为聚丙烯腈质量的5~10%,优选10%;
优选地,离子液体的质量为聚丙烯腈质量的3~9wt%,优选6wt%;
优选地,所述无机填料为六水合氯化铁和/或六水合硝酸铕;
优选地,所述离子液体为1-烯丙基-3-丁基咪唑四硼酸盐。
3.如权利要求1或2所述的复合纳米纤维膜,其特征在于,所述聚丙烯腈的平均分子量为85000-150000,优选为85000。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备方法,包括以下步骤:
将聚丙烯腈混合溶液进行静电纺丝,得到聚丙烯腈复合纳米纤维膜,其中,所述静电纺丝采用滚筒接收,所述聚丙烯腈混合溶液包括离子液体或无机填料中的至少一种以及聚丙烯腈。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,聚丙烯腈混合溶液的制备方法包括:
在60~80℃加热、搅拌下,将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液;
或,
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解,搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液;
或,
在60~80℃加热、搅拌下,将无机填料以及聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中溶解后,然后加入离子液体,60~80℃加热、搅拌8~12h,得到聚丙烯腈混合溶液;
优选地,聚丙烯腈的质量浓度为9~17%g/mL。
6.如权利要求4或5所述的方法,其特征在于,静电纺丝工艺参数包括如下工艺参数中的至少一个:
电压为16~24kV;
和/或,滚筒的转速为50~150rpm,优选120rpm;
和/或,接收距离为14~16cm,优选15cm;
和/或,推进速度为0.5~2.0mL/h,时间为2~6h。
7.一种如权利要求1-3任一项所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜在柔性压电传感器中的应用。
8.一种柔性压电传感器,包括依次层叠的第一绝缘层、第I金属电极层、压电材料层、第II金属电极层和第二绝缘层;所述压电材料层的材料为如权利要求1-3任一项所述的聚丙烯腈复合纳米纤维膜。
9.如权利要求8所述的传感器,其特征在于,所述压电材料层的厚度为80~120μm,优选为100μm;
和/或,压电材料层的面积大小为2cm×2cm;
优选地,所述第I金属电极层和第II金属电极层的材质独立地为金、银、铜或铝;
和/或,所述第一绝缘层和第二绝缘层的材质独立地包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
10.一种如权利要求8或9所述的柔性压电传感器的制备方法,包括以下步骤:
在第一绝缘层的一侧设置第I金属电极层,得到第I金属-绝缘复合层;
在第二绝缘层的一侧设置第II金属电极层,得到第II金属-绝缘复合层;
在压电材料层的两侧分别设置第I金属-绝缘复合层和第II金属-绝缘复合层,使第I金属电极层和第II金属电极层分别与压电材料层接触;和,压制成型。
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