CN117417562A - 一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 - Google Patents
一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117417562A CN117417562A CN202311464720.9A CN202311464720A CN117417562A CN 117417562 A CN117417562 A CN 117417562A CN 202311464720 A CN202311464720 A CN 202311464720A CN 117417562 A CN117417562 A CN 117417562A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pvdf
- ferroelectric
- film
- preparation
- composite membrane
- 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 110
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 title claims abstract description 110
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001338 self-assembly Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- -1 halogen ion Chemical group 0.000 claims description 9
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 abstract description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 13
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 7
- 230000005621 ferroelectricity Effects 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000012462 polypropylene substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- 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
- C08K3/16—Halogen-containing compounds
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/17—Amines; Quaternary ammonium compounds
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
- C08K5/3432—Six-membered rings
-
- 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
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/50—Phosphorus bound to carbon only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L27/00—Compositions 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; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L27/02—Compositions 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L27/12—Compositions 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; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明提供了一种PVDF复合膜及其制备方法和应用，属于膜的制备的技术领域。本发明提供了一种PVDF复合膜的制备方法，包括以下步骤：将PVDF、含氢键的一维链状分子铁电体和有机溶剂混合，将所得溶液进行自组装成膜，得到所述PVDF复合膜，所述PVDF复合膜中β相PVDF含量为总PVDF的85～92.7wt％。本发明以取向有序的分子铁电体作为引导剂，利用分子铁电体氢键中的氢与PVDF中氟元素形成新的氢键来诱导来组装成β相PVDF为主的复合PVDF薄膜；分子铁电体自身的自发极化激发了PVDF有序取向的出现，从而提高了复合薄膜的铁电性能。
Description
技术领域
本发明涉及膜的制备的技术领域，尤其涉及一种PVDF复合膜及其制备方法和应用。
背景技术
聚偏氟乙烯(PVDF)是一类含氟半结晶高分子聚合物材料，其分子链间重复单元是-CH2-CF2-，氟含量可达59.4wt％。-CH2-、-CF2-沿聚合物链不同的空间排列使PVDF具有不同的晶型。常见的PVDF晶型有α，β，γ三种，其中的β-PVDF由于其良好的压电性、热电性和铁电性得到了广泛的应用。
常见的获得β相PVDF的方法有以下几种：
机械拉伸：通过在高温下对α相PVDF进行双轴或单轴拉伸，可以实现α相到β相的转变。这种方法可以获得高比例的β相PVDF，并且可以控制拉伸方向和速度来调节β相含量和取向。
电场极化：通过在高温下对α相PVDF施加交流或直流电场，可以诱导α相到β相的转变。
过冷结晶：通过将熔融状态的PVDF快速冷却到低于其结晶温度，可以实现从熔体直接生成β相的过程。
共混结晶：通过将PVDF与其他聚合物或添加剂混合，在高温下进行熔融混合，然后冷却结晶，可以实现α相到β相的转变。
但是这些获得β相的PVDF的方法中存在铁电性低的技术问题，并且对于大规模生产也存在一些挑战。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PVDF复合膜及其制备方法和应用，本发明可大规模制备PVDF复合膜，并且制备的PVDF复合膜的β相PVDF含量高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种PVDF复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将PVDF、含氢键的一维链状分子铁电体和有机溶剂混合，将所得溶液进行自组装成膜，得到所述PVDF复合膜，所述PVDF复合膜中β相PVDF含量总PVDF的85～92.7wt％。
优选的，所述含氢键的一维链状分子铁电体的分子式为[R4-Y]+MX3；
所述Y为N或P；
所述R包括H、烷基、亚烷基和卤代烷基中的一种或多种；
所述M为二价金属离子；
所述X为卤素离子。
优选的，所述二价金属离子包括Mn2+、Cd2+和Pb2+中的一种。
优选的，所述卤素离子包括Cl-、Br-和I-中的一种。
优选的，所述PVDF和含氢键的一维链状分子铁电体的质量比为1:0.05～0.3。
优选的，所述有机溶剂包括DMF、DMA和二甲亚砜中的一种或多种。
优选的，所述PVDF和有机溶剂的质量比为1:7～9。
优选的，所述自组装成膜前，还包括对所述溶液进行脱泡处理。
本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的PVDF复合膜，所述PVDF复合膜的自发极化强度为4.2～5.2μC/cm2。
本发明还提供了上述方案所述的PVDF复合膜在柔性电子、传感技术和储能设备领域中的应用。
本发明提供了一种PVDF复合膜的制备方法，包括以下步骤：将PVDF、含氢键的一维链状分子铁电体和有机溶剂混合，将所得溶液进行自组装成膜，得到所述PVDF复合膜，所述PVDF复合膜中β相PVDF含量为总PVDF的85～92.7wt％。本发明以取向有序的分子铁电体作为引导剂，利用分子铁电体氢键中的氢与PVDF中氟元素形成新的氢键来诱导来组装成β相PVDF为主的复合PVDF薄膜；分子铁电体自身的自发极化激发了PVDF有序取向的出现，从而提高了复合薄膜的铁电性能。
本发明采用溶液法制备PVDF复合膜，相对于传统复杂的制备设备和条件，使制备过程更加简便和高效，从而使得批量生产变得可行，提高了工业化生产的可行性。
本发明的制备方法保证了产品的一致性和可控性，避免了生产中的不确定性和变异性。
附图说明
图1为本发明制备PVDF复合膜的原理图；
图2为实施例1～4、对比例1制备的膜的P-E磁滞回线图；
图3为实施例1制备的膜的韧性实验结果图。
具体实施方式
本发明提供了一种PVDF复合膜的制备方法，包括以下步骤：
将PVDF、含氢键的一维链状分子铁电体和有机溶剂混合，将所得溶液进行自组装成膜，得到所述PVDF复合膜，所述PVDF复合膜中β相PVDF含量为总PVDF的85～92.7wt％。
在本发明中，所述混合优选包括将PVDF和有机溶剂进行第一混合，将所得混合溶液再与含氢键的一维链状分子铁电体进行第二混合。
在本发明中，所述第一混合的温度优选为50～70℃，所述混合优选在磁力搅拌的条件下进行。
在本发明中，所述第二混合的方式优选包括磁力搅拌和超声处理；所述磁力搅拌的时间优选为30～50min，所述超声处理的时间优选为30～50min。
在本发明中，所述PVDF和含氢键的一维链状分子铁电体的质量比优选为1:0.05～3，更优选为1:1～2；所述含氢键的一维链状分子铁电体的分子优选为[R4-Y]+MX3；所述Y为N或P；所述R优选包括H、烷基、亚烷基和卤代烷基中的一种或多种；所述M优选为二价金属离子，所述二价金属离子包括Mn2+、Cd2+和Pb2+中的一种；所述X优选为卤素离子，所述卤素离子优选包括Cl-、Br-和I-中的一种；所述卤代烷基优选包括-CH2I。当所述R为亚烷基时，R4-Y为环状结构。
在本发明中，所述PVDF和有机溶剂的质量比优选为1:7～9；所述有机溶剂优选包括DMF。
在本发明中，所述自组装成膜前，优选还包括对所述溶液进行脱泡处理。在本发明中，所述脱泡处理优选在真空环境中进行。
在本发明中，所述自组装成膜的方法包括将所述溶液进行旋涂、自流平或倒入器皿后干燥。
在本发明中，所述旋涂的基体优选包括载玻片；所述自流平的基体优选包括平板玻璃、聚乙烯基材、聚丙烯基材、聚对苯二甲酸乙二酯基材、聚碳酸酯基材和聚酰亚胺基材中的一种或多种；所述器皿优选包括石英培养皿。
所述自组装成膜的原理如图1所示：分子铁电体氢键中的氢与PVDF中氟元素形成新的氢键来诱导来组装成β相PVDF为主的复合PVDF薄膜；分子铁电体自身的自发极化激发了PVDF有序取向的出现，从而提高了复合薄膜的铁电性能。
在本发明中，所述干燥的温度优选为70～90℃，时间优选为1～2h。
在本发明中，所述PVDF复合膜中β相PVDF的含量为总PVDF的85～92.7wt％。
本发明还提供了上述方案所述制备方法制备的PVDF复合膜，所述PVDF复合膜的自发极化强度为4.2～5.2μC/cm2。
本发明还提供了上述方案所述的PVDF复合膜在柔性电子、传感技术和储能设备领域中的应用
下面结合实施例对本发明提供的PVDF复合膜及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例及对比例中的PVDF购自于AlfaAesar(CAS：24937-79-9，44180)。
实施例1
将0.5g粉末状聚偏氟乙烯(PVDF)在温度范围60℃通过磁力搅拌溶解在4.5g的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以获得澄清溶液。随后，将0.025g[(CH3)3NCH2I]PbI3分子铁电体逐渐加入澄清的PVDF/DMF溶液中。经过30min的磁力搅拌，接着进行30min的超声处理，形成均匀的澄清混合溶液。
将混合溶液置于真空燥箱中，进行脱气处理，以去除气泡。
随后，选择将混合溶液自流平在干净的电子级平板玻璃上，然后在70℃烘箱中加热1.2h，去除DMF溶剂，生成含有[(CH3)3NCH2I]PbI3分子铁电体的复合薄膜。
实施例2
与实施例1不同的仅是：分子铁电体的用量为0.05g。
实施例3
与实施例1不同的仅是：分子铁电体的用量为0.1g。
实施例4
与实施例1不同的仅是：分子铁电体的用量为0.15g。
对比例1
与实施例1不同的仅是：未添加铁电体。
实施例1～4、对比例1制备得到的薄膜的P-E磁滞回线如图2所示。由图2可知，形成复合物薄膜后，铁电性能得到了有效增强。复合物薄膜表现出了标准的电滞回线形状，并且随着CEPbI含量的增加，铁电性能进一步增强。当加入量达到30％时，自发极化(Ps)为4.98C/cm2，显著高于纯的PVDF薄膜((Ps为2.5μC/cm2)铁电性能。也就是说分子铁电体能诱导PVDF中β-相的形成。因此，将分子铁电体引入PVDF当中，可能成为制备高β-相PVDF柔性薄膜的一种有效办法。
分别测量和计算实施例1～4、对比例1复合薄膜的F(β)值。当[(CH3)3NCH2I]PbI3的添加量达到PVDF的30％时，F(β)值从55.6％逐渐增加到90.7％。
实施例5
将1.00g粉末状聚偏氟乙烯(PVDF)在温度范围70℃内通过磁力搅拌溶解在9.00gN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以获得澄清溶液。随后，将0.05g(pyrrylidinium)MnCl3分子铁电体逐渐加入澄清的PVDF/DMF溶液中。经过30min的磁力搅拌，接着进行30min的超声处理，形成均匀的澄清混合溶液。
将混合溶液置于真空燥箱中，进行脱气处理，以去除气泡。
使混合溶液自流平于干净的聚丙烯(PP)基材上，形成较厚的膜。最后，在70℃的烘箱中加热1h，去除DMF溶剂，生成含有(pyrrylidinium)MnCl3分子铁电体的复合薄膜。
实施例6
与实施例5不同的仅是：分子铁电体的用量为0.1g。
实施例7
与实施例5不同的仅是：分子铁电体的用量为0.15g。
实施例8
与实施例5不同的仅是：分子铁电体的用量为0.2g。
实施例9
与实施例5不同的仅是：分子铁电体的用量为0.3g。
对比例2
与实施例5不同的仅是：未添加铁电体。
分别测量和计算实施例6～9、对比例2复合薄膜的F(β)值和自发极化(Ps)。当(pyrrylidinium)MnCl3的添加量达到PVDF的30％时，F(β)值从53％逐渐增加到92.7％，铁电性也从PVDF复合膜的自发极化(Ps)为2.5μC/cm2增加到4.8μC/cm2。
实施例10
将1.00g粉末状聚偏氟乙烯(PVDF)在温度范围65℃内通过磁力搅拌溶解在9.00gN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以获得澄清溶液。随后，将0.05g(CH3)3NCH2Cl·CdBr3(TMCM-CdBr3)分子铁电体逐渐加入澄清的PVDF/DMF溶液中。经过50min的磁力搅拌，接着进行50min的超声处理，形成均匀的澄清混合溶液。
将混合溶液置于真空燥箱中，进行脱气处理，以去除气泡。
随后，将混合液倒入石英培养皿中，形成厚膜。最后，在75℃的烘箱中加热2h，去除DMF溶剂，生成含有(TMCM-CdBr3)分子铁电体的复合薄膜。
实施例11
与实施例10不同的仅是：分子铁电体的用量为0.1g。
实施例12
与实施例10不同的仅是：分子铁电体的用量为0.15g。
实施例13
与实施例10不同的仅是：分子铁电体的用量为0.2g。
实施例14
与实施例10不同的仅是：分子铁电体的用量为0.3g。
对比例3
与实施例10不同的仅是：未添加铁电体。
分别测量和计算实施例10～12、对比例3复合薄膜的F(β)值和自发极化(Ps)。当(TMCM-CdBr3)的添加量达到PVDF的20％时，F(β)值从53％逐渐增加到87％，铁电性也从PVDF复合膜的自发极化(Ps)为2.5μC/cm2增加到5.2μC/cm2。
实施例15
将1.00g粉末状聚偏氟乙烯(PVDF)在温度范围50℃至70℃内通过磁力搅拌溶解在9.00gN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以获得澄清溶液。随后，将0.05g[(CH3)4P]CdCl3分子铁电体逐渐加入澄清的PVDF/DMF溶液中。经过35min的磁力搅拌，接着进行40min的超声处理，形成均匀的澄清混合溶液。
将混合溶液置于真空燥箱中，进行脱气处理，以去除气泡。
将混合溶液通过旋涂的方法均匀涂覆在干净的载波片上，然后在70℃的烘箱中加热1h，去除DMF溶剂，生成含有[(CH3)4P]CdCl3分子铁电体的复合薄膜。
实施例16
与实施例15不同的仅是：分子铁电体的用量为0.1g。
实施例17
与实施例15不同的仅是：分子铁电体的用量为0.15g。
实施例18
与实施例15不同的仅是：分子铁电体的用量为0.2g。
实施例19
与实施例15不同的仅是：分子铁电体的用量为0.3g。
对比例4
与实施例15不同的仅是：未添加铁电体。
分别测量和计算实施例15～19、对比例4复合薄膜的F(β)值和自发极化(Ps)。当[(CH3)4P]CdCl3的添加量达到PVDF的20％时，F(β)值从53％逐渐增加到85％，铁电性也从PVDF复合膜的自发极化(Ps)为2.52μC/cm2增加到4.2μC/cm2。
实施例20
将1.00g粉末状聚偏氟乙烯(PVDF)在温度范围70℃内通过磁力搅拌溶解在9.00gN,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，以获得澄清溶液。随后，将0.05g(Pyrrolidine)MnBr3分子铁电体逐渐加入澄清的PVDF/DMF溶液中。经过30min的磁力搅拌，接着进行30min的超声处理，形成均匀的澄清混合溶液。
将混合溶液置于真空燥箱中，进行脱气处理，以去除气泡。
随后，将混合溶液自流平于干净的聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)等基材上，然后在70℃至的烘箱中加热1h，去除DMF溶剂，生成含有(Pyrrolidine)MnBr3分子铁电体的复合薄膜。
实施例21
与实施例20不同的仅是：分子铁电体的用量为0.1g。
实施例22
与实施例20不同的仅是：分子铁电体的用量为0.15g。
实施例23
与实施例20不同的仅是：分子铁电体的用量为0.2g。
实施例24
与实施例20不同的仅是：分子铁电体的用量为0.3g。
对比例5
与实施例20不同的仅是：未添加铁电体。
分别测量和计算实施例20～24、对比例5复合薄膜的F(β)值和自发极化(Ps)。当(Pyrrolidine)MnBr3的添加量达到PVDF的20％时，F(β)值从53％逐渐增加到87％，铁电性也从PVDF复合膜的自发极化(Ps)为2.5μC/cm2增加到4.8μC/cm2。
将实施例1的薄膜进行用镊子夹取后360°弯曲，反复多次，其性能不见任何改变，结果如图3所示，说明薄膜具有超柔韧性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种PVDF复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将PVDF、含氢键的一维链状分子铁电体和有机溶剂混合，将所得溶液进行自组装成膜，得到所述PVDF复合膜，所述PVDF复合膜中β相PVDF含量总PVDF的85～92.7wt％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述含氢键的一维链状分子铁电体的分子式为[R4-Y]+MX3；
所述Y为N或P；
所述R包括H、烷基、亚烷基和卤代烷基中的一种或多种；
所述M为二价金属离子；
所述X为卤素离子。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二价金属离子包括Mn2+、Cd2+和Pb2 +中的一种。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述卤素离子包括Cl-、Br-和I-中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF和含氢键的一维链状分子铁电体的质量比为1:0.05～0.3。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括DMF、DMA和二甲亚砜中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PVDF和有机溶剂的质量比为1:7～9。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述自组装成膜前，还包括对所述溶液进行脱泡处理。
9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备的PVDF复合膜，其特征在于，所述PVDF复合膜的自发极化强度为4.2～5.2μC/cm2。
10.权利要求9所述的PVDF复合膜在柔性电子、传感技术和储能设备领域中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311464720.9A CN117417562A (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311464720.9A CN117417562A (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117417562A true CN117417562A (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=89529970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311464720.9A Pending CN117417562A (zh) | 2023-11-06 | 2023-11-06 | 一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117417562A (zh) |
-
2023
- 2023-11-06 CN CN202311464720.9A patent/CN117417562A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101654431B1 (ko) | 수용성 폴리아믹산을 사용한 폴리이미드 블렌드 제조방법 | |
| CN102089365B (zh) | 芳香聚酰亚胺膜，层压制品及太阳电池 | |
| JP6849173B2 (ja) | ポリイミド前駆体溶液及びそれを用いて製造されたポリイミドフィルム | |
| CN111416006B (zh) | 一种二维层状钙钛矿铁电多功能薄膜及其制备工艺 | |
| CN103435827B (zh) | 一种太空用超支化聚硅氧烷聚酰亚胺透明杂化薄膜的制备方法 | |
| CN103980528A (zh) | 一种电沉积聚酰胺酸制备低介电聚酰亚胺薄膜的方法 | |
| CN110818951B (zh) | 一种改性氧化石墨烯、浆料、复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| CN109972136B (zh) | 一种取向生长P(VDF-TrFE)薄膜的制备方法 | |
| CN113248762B (zh) | 一种快速制备γ相聚偏氟乙烯薄膜的方法 | |
| CN105399339A (zh) | 一种含掺杂元素的铁酸铋基薄膜及其制备方法 | |
| CN117417562A (zh) | 一种pvdf复合膜及其制备方法和应用 | |
| CN107417940A (zh) | 一种石墨烯纳米复合薄膜的生产工艺 | |
| CN107261863B (zh) | 一种抗污染聚氯乙烯膜的制备方法 | |
| CN102643544B (zh) | 一种含氟聚酰亚胺红外低发射率薄膜材料及其制备方法 | |
| KR20150015261A (ko) | 고내열성 및 고내화학성의 보호박막 조성물 및 이를 이용하여 보호박막을 제조하는 방법 | |
| CN103732405A (zh) | 制备聚酰亚胺层压制品的方法以及该聚酰亚胺层压制品 | |
| Oh et al. | Fabrication of 1㎛ Thickness Lead Zirconium Titanate Films Using Poly (N-vinylpyrrolidone) Added Sol-gel Method | |
| JP2020522604A (ja) | 自己修復機能性ポリビニル系化合物及びその製造方法 | |
| CN110741042A (zh) | 粘附性提高的基于氟化聚合物的墨 | |
| CN103819308A (zh) | 一种可固化的聚间苯及其制备方法和应用 | |
| CN112708154B (zh) | 一种提高聚偏氟乙烯gamma相的成核方法 | |
| JP3213762B2 (ja) | 耐熱性光学素子の製造方法 | |
| CN108359197B (zh) | 一种氧化石墨烯-含氟压电塑料复合薄膜及其制备方法 | |
| JPH01113727A (ja) | 高分子液晶基板 | |
| JP7490910B2 (ja) | 圧電性ポリアミドフィルムの製造方法 |
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 |