CN115961372A - 一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 - Google Patents
一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115961372A CN115961372A CN202211659167.XA CN202211659167A CN115961372A CN 115961372 A CN115961372 A CN 115961372A CN 202211659167 A CN202211659167 A CN 202211659167A CN 115961372 A CN115961372 A CN 115961372A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyvinylidene fluoride
- pvdf
- preparing
- solvent
- powder
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 title claims abstract description 76
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 11
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 8
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本申请属于高分子材料技术领域，特别涉及一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法。该方法包括步骤S1、将二甲基甲酰胺与丙酮按照2～2.5的体积配比制成溶剂；步骤S2、将聚偏氟乙烯粉末按照18％～22％的质量浓度溶入所述溶剂内，形成混合液；步骤S3、将所述混合液放在磁力搅拌器上搅拌，直至聚偏氟乙烯粉末完全溶解；步骤S4、将溶解后的溶液在电场中进行喷射纺丝，形成种聚偏氟乙烯压电纳米纤维。本申请能够在高电场环境下制备出直径均匀、β相含量高的PVDF纳米纤维。
Description
技术领域
本申请属于高分子材料技术领域，特别涉及一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法。
背景技术
聚偏氟乙烯(Polyvilidine fluoride，简称PVDF)具有优异的压电性能，用其制成的纤维薄膜柔软质轻、可发生大形变，能制成任意形状、尺寸的传感器。PVDF是一种多晶态的高分子聚合物，具有α、β、γ、δ、ε相等5种晶型，其中β相作为一种极性的晶体结构对PVDF纳米纤维膜的压电、热电及铁电性能起着主导作用。
国外对静电纺丝法制备PVDF纳米纤维膜的工艺进行了研究，发现影响β相PVDF纳米纤维形成的因素较多，包括溶液的浓度、溶剂配比、电压、接收距离、针管推进速度、环境温湿度等。因此制备出连续的、直径均匀、β相含量高的PVDF纳米纤维是比较复杂的过程，成熟的配方及制备工艺相对较少。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请设计了一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，主要包括：
步骤S1、将二甲基甲酰胺与丙酮按照2～2.5的体积配比制成溶剂；
步骤S2、将聚偏氟乙烯粉末按照18％～22％的质量浓度溶入所述溶剂内，形成混合液；
步骤S3、将所述混合液放在磁力搅拌器上搅拌，直至聚偏氟乙烯粉末完全溶解；
步骤S4、将溶解后的溶液在电场中进行喷射纺丝，形成种聚偏氟乙烯压电纳米纤维。
优选的是，步骤S1中，二甲基甲酰胺与丙酮的体积配比为7:3。
优选的是，步骤S2中，聚偏氟乙烯粉末的质量浓度为20％。
优选的是，优选的是，步骤S3中，对所述混合液进行搅拌时，设定环境温度为28℃～32℃。
优选的是，步骤S1～步骤S3均在通风橱中进行。
优选的是，步骤S4进一步包括：
将溶解后的溶液倒入针管后，将所述针管安装在静电纺丝装置上，所述静电纺丝的纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h。
本申请能够在高电场环境下制备出直径均匀、β相含量高的PVDF纳米纤维。
附图说明
图1是本申请聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法的一优选实施方式的流程图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。
本申请提供了一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，如图1所示，主要包括：
步骤S1、将二甲基甲酰胺与丙酮按照2～2.5的体积配比制成溶剂；
步骤S2、将聚偏氟乙烯粉末按照18％～22％的质量浓度溶入所述溶剂内，形成混合液；
步骤S3、将所述混合液放在磁力搅拌器上搅拌，直至聚偏氟乙烯粉末完全溶解；
步骤S4、将溶解后的溶液在电场中进行喷射纺丝，形成种聚偏氟乙烯压电纳米纤维。
实施例一、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为2:1。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为20％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为30℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
实施例二、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为7:3。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为20％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为30℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
实施例三、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为7:3。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为22％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为28℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
实施例四、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为5:2。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为18％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为32℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
实施例五、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为5:2。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为20％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为29℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
实施例六、
量取适量的二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮配制溶剂，DMF与丙酮的体积比为12:5。称取适量PVDF粉末加入溶剂中，PVDF的质量浓度为21％。
将上述配制好的液体放在磁力搅拌器上搅拌，保持环境温度为31℃，直至PVDF粉末完全溶解。以上步骤均在通风橱中进行。
之后进行PVDF纳米纤维的制备：将配制好的溶液倒入针管后安装在静电纺丝装置上，纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h，则可制备出PVDF纤维。
对上述实施例制得的纤维进行SEM、XRD检测。SEM检测显示PVDF纤维平均直径约277.5nm，XRD检测显示PVDF纤维中存在β相的强衍射峰(2θ＝20.76°、2θ＝36.6°)。由此可见，本申请能够在高电场环境下制备出直径均匀、β相含量高的PVDF纳米纤维。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1、将二甲基甲酰胺与丙酮按照2～2.5的体积配比制成溶剂；
步骤S2、将聚偏氟乙烯粉末按照18％～22％的质量浓度溶入所述溶剂内，形成混合液；
步骤S3、将所述混合液放在磁力搅拌器上搅拌，直至聚偏氟乙烯粉末完全溶解；
步骤S4、将溶解后的溶液在电场中进行喷射纺丝，形成种聚偏氟乙烯压电纳米纤维。
2.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1中，二甲基甲酰胺与丙酮的体积配比为7:3。
3.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤S2中，聚偏氟乙烯粉末的质量浓度为20％。
4.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤S3中，对所述混合液进行搅拌时，设定环境温度为28℃～32℃。
5.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤S1～步骤S3均在通风橱中进行。
6.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法，其特征在于，步骤S4进一步包括：
将溶解后的溶液倒入针管后，将所述针管安装在静电纺丝装置上，所述静电纺丝的纺丝电压设置为15kV，接收距离为15cm，推进速度为0.5mL/h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211659167.XA CN115961372A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211659167.XA CN115961372A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115961372A true CN115961372A (zh) | 2023-04-14 |
Family
ID=87352371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211659167.XA Pending CN115961372A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115961372A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101069822A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-11-14 | 天津大学 | 制备力学性能良好的pvdf超细纤维膜的方法 |
| CN102353324A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-02-15 | 华中科技大学 | 一种柔性半透明应变传感器及其制备方法 |
| CN104695066A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-10 | 上海云同纳米科技中心(普通合伙) | 转环型静电纺纳米纤维纱线制备装置及其制备方法 |
| CN104790064A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-22 | 东华大学 | 一种压电聚合物/金属复合纳米单纤维及其制备方法 |
-
2022
- 2022-12-22 CN CN202211659167.XA patent/CN115961372A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101069822A (zh) * | 2007-03-06 | 2007-11-14 | 天津大学 | 制备力学性能良好的pvdf超细纤维膜的方法 |
| CN102353324A (zh) * | 2011-07-26 | 2012-02-15 | 华中科技大学 | 一种柔性半透明应变传感器及其制备方法 |
| CN104695066A (zh) * | 2015-03-31 | 2015-06-10 | 上海云同纳米科技中心(普通合伙) | 转环型静电纺纳米纤维纱线制备装置及其制备方法 |
| CN104790064A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-22 | 东华大学 | 一种压电聚合物/金属复合纳米单纤维及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 潘恒祥;朱胤达;胡吉永;杨旭东;丁辛;: "纺丝电压对静电纺PVDF纤维膜压电效应的影响", 产业用纺织品, no. 08, 25 August 2016 (2016-08-25), pages 20 - 24 * |
| 王威;马爽;韩都;徐磊;: "静电纺丝法制备服装用PVDF压电传感器", 仪表技术与传感器, no. 10, 15 October 2017 (2017-10-15), pages 126 - 129 * |
| 王旋;丁辛;郎晨宏;胡吉永;杨旭东;潘恒祥;: "PVDF静电纺纤维膜对动态压力信号的响应", 产业用纺织品, no. 03, 25 March 2015 (2015-03-25), pages 19 - 22 * |
| 王钊;刘羔;卢梦瑞;谈论;潘绪敏;胡永明;: "PVDF纳米纤维在微流体中的压电能量收集特性研究", 电子元件与材料, no. 04, 19 April 2018 (2018-04-19), pages 42 - 46 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111304777A (zh) | 一种可降解、高导电MXene复合薄膜的静电纺丝制备方法 | |
| CN110707265B (zh) | 芳纶涂覆液及其制备方法、基于芳纶涂覆液的隔膜和应用 | |
| Liu et al. | Rheological behavior, molecular structure of precursor and evolution mechanism: zirconia fibers from polyaceticzirconium precursors | |
| CN105948098B (zh) | 一种球形氧化镧 | |
| CN114751737B (zh) | 一种锆酸稀土基高熵陶瓷纳米纤维及其制备方法和应用 | |
| CN111187424A (zh) | 镧系稀土-有机聚合物前驱体、镧系稀土氧化物纤维及制备方法与应用 | |
| CN104451957A (zh) | 低密度SiC纳米纤维及其制备方法 | |
| CN111995393B (zh) | 一种钛-铝聚合物前驱体制备钛酸铝陶瓷纤维的方法 | |
| CN109440228A (zh) | 一种纤维素基碳纳米纤维的制备方法 | |
| CN113943437B (zh) | 一种MXene与卟啉纤维素纳米晶复合薄膜制备方法 | |
| CN107663717A (zh) | 聚偏二氟乙烯纳米纤维膜及其制备方法 | |
| CN115961372A (zh) | 一种聚偏氟乙烯压电纳米纤维的制备方法 | |
| CN111063794A (zh) | 一种复合压电膜及其制备方法和应用 | |
| CN114292638A (zh) | 一种含钙钛矿纳米晶的复合材料及其制备方法 | |
| CN111962183B (zh) | 一种中空碳球纤维的制备方法 | |
| CN109750388B (zh) | 一种缺陷型萤石相锆酸钆纤维的制备方法 | |
| CN109868526B (zh) | 一种锆-钇聚合物前驱体制备锆酸钇纳米纤维的方法 | |
| Miyazawa et al. | Transmission electron microscopy investigation of fullerene nanowhiskers and needle-like precipitates formed by using C 60 and (η 2-C 60) Pt (PPh 3) 2 | |
| CN113502596B (zh) | 一种自支撑MgTiO3纳米纤维化学战剂降解材料及其制备方法 | |
| CHEN et al. | Stable zirconium carbide fibers fabricated by centrifugal spinning technique | |
| CN105839205A (zh) | 一种超细高密度石墨烯改性高分子纤维的静电纺丝制备方法 | |
| CN111996041A (zh) | 一种高密度复合液体碳氢燃料、制备方法及有机小分子分散剂在其中的应用 | |
| CN111996616A (zh) | 一种尺寸可控的海藻酸钠/聚赖氨酸自组装纤维 | |
| Tunç et al. | Fabrication and characterization of boron doped BaZrO 3 nanofibers via an electrospinning technique | |
| Wang | Fiber nanocomposite material used in college tennis training and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |