本發(fā)明屬于γ′相聚偏氟乙烯基復(fù)合薄膜的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫聚偏氟乙烯介電膜的制備方法。

背景技術(shù)：

聚合物薄膜材料的功能化一直受到廣泛的關(guān)注，由其具有特殊性能的聚合物材料成為了研究焦點(diǎn)。

聚偏氟乙烯是具有多晶型的聚合物，其中α相聚偏氟乙烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以用在電子、化工、太陽(yáng)能器件等；β相聚偏氟乙烯具有良好的壓電效應(yīng)，被廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的換能器件，如壓敏器件、濕敏器件等；γ′相具有良好的鐵電性、壓電性、且耐高溫，可以在儲(chǔ)存器件與智能電器等方面應(yīng)用，但一般制備聚偏氟乙烯的γ′相晶型，需要在高溫下長(zhǎng)時(shí)間，不利于工業(yè)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫聚偏氟乙烯介電膜的制備方法，具有反應(yīng)溫度低、時(shí)間短、易于工業(yè)化的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種耐高溫聚偏氟乙烯介電膜的制備方法，氯化鎂摻雜使聚偏氟乙烯γ相誘導(dǎo)α相相變，包括以下步驟：

1）將氯化鎂粉體使用研缽研磨為平均粒徑1μm的顆粒，稱取質(zhì)均分子量為107000的聚偏氟乙烯粒料，用n,n二甲基甲酰胺（dmf）作為溶劑配制濃度為5%的不同質(zhì)量比的聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液，共混質(zhì)量比分別為0.5:0.0005，0.5:0.0015；

2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；

3）將步驟2）制得的固化膜在200℃~230℃的熱臺(tái)上熔融10min消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶4~12h，至共混膜完全結(jié)晶。

將結(jié)晶后的共混薄膜使用示差掃描量熱儀，紅外光譜，偏光顯微鏡等手段表征聚偏氟乙烯基復(fù)合薄膜的晶型為γ′晶型以及γ′晶型的形貌特征。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明采用溶液澆注法制備耐高溫聚偏氟乙烯介電復(fù)合薄膜的方法，在一定的條件下，制備了一種高含量耐高溫與帶極的γ′晶體的聚偏氟乙烯復(fù)合膜。本發(fā)明采用了高分子結(jié)晶材料復(fù)合無(wú)機(jī)材料，制備具有介電性多功能復(fù)合薄膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的陶瓷類介電材料，制備方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便、賦予了聚偏氟乙烯優(yōu)異的介電性能與耐高溫性，有望在壓力傳感器、鋰離子電池、汽車(chē)馬達(dá)、耐高溫的熱敏電阻器件等領(lǐng)域中應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2的原位熔融偏光形貌圖；其中圖1（a）為實(shí)施例1在155℃下培養(yǎng)晶體的偏光形貌圖；圖1（b）為實(shí)施例1在155℃下培養(yǎng)晶體后，在174℃下的熔融偏光形貌圖；圖1（c）為實(shí)施例1在155℃下培養(yǎng)晶體后，在180℃下的熔融偏光形貌圖；圖1（d）為實(shí)施例2在155℃下培養(yǎng)晶體的偏光形貌圖；圖1（e）為實(shí)施例2在155℃下培養(yǎng)晶體后，在174℃下的熔融偏光形貌圖；圖1（f）在155℃下培養(yǎng)晶體后，在180℃下的熔融偏光形貌圖。

圖2為本發(fā)明的示差掃描量熱儀示意圖；其中pvdf是實(shí)施例1的示差掃描量熱儀；pvdf/mgcl2是實(shí)施例2的示差掃描量熱儀。

圖3是本發(fā)明廣角x射線衍射儀圖；其中，pvdf是實(shí)施例1的廣角x射線衍射儀圖；pvdf/mgcl2是實(shí)施例3的廣角x射線衍射儀圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

1）將氯化鎂粉體使用研缽研磨為平均粒徑1μm的顆粒，稱取質(zhì)均分子量為107000的聚偏氟乙烯粒料，用n,n二甲基甲酰胺（dmf）作為溶劑配制濃度為5%的不同質(zhì)量比的聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液，共混質(zhì)量比分為0.5g:0；共混的是與純的相比的出的結(jié)論，在155℃下，純pvdf不能生成γ′晶型；

2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；

3）將步驟2）制得的固化膜在200℃的熱臺(tái)上熔融10min消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶12h，至共混膜完全結(jié)晶；

將結(jié)晶后的共混薄膜使用紅外光譜，拉曼光譜，示差掃描量熱儀，偏光顯微鏡，掃描電子顯微鏡等手段表征聚偏氟乙烯基復(fù)合薄膜的晶型僅有α晶型。

實(shí)施例2：

1）將氯化鎂粉體使用研缽研磨為平均粒徑1μm的顆粒，稱取質(zhì)均分子量為107000的聚偏氟乙烯粒料，用n,n二甲基甲酰胺（dmf）作為溶劑配制濃度為5%的不同質(zhì)量比的聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液，聚偏氟乙烯粒料為0.4g，氯化鎂為0.0004g；

2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；

3）將步驟2）制得的固化膜在200℃的熱臺(tái)上熔融10min消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶12h，至共混膜完全結(jié)晶；

將結(jié)晶后的共混薄膜使用紅外光譜，拉曼光譜，示差掃描量熱儀，偏光顯微鏡，掃描電子顯微鏡等手段表征聚偏氟乙烯基復(fù)合薄膜有γ′晶型形貌特征，并在γ晶型熔點(diǎn)180℃下不融。

實(shí)施例3：

1）將氯化鎂粉體使用研缽研磨為平均粒徑1μm的顆粒，稱取質(zhì)均分子量為107000的聚偏氟乙烯粒料，用n,n二甲基甲酰胺（dmf）作為溶劑配制濃度為5%的聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液，聚偏氟乙烯粒料為0.45g，氯化鎂為0.00135g；

2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；

3）將步驟2）制得的固化膜在230℃的熱臺(tái)上熔融10min消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶4h，至共混膜完全結(jié)晶；

將結(jié)晶后的共混薄膜使用紅外光譜，拉曼光譜，示差掃描量熱儀，偏光顯微鏡，掃描電子顯微鏡等手段表征聚偏氟乙烯基復(fù)合薄膜是γ′晶型特征峰。

實(shí)施例4：

1）將氯化鎂粉體使用研缽研磨為平均粒徑1μm的顆粒，稱取質(zhì)均分子量為107000的聚偏氟乙烯粒料，用n,n二甲基甲酰胺（dmf）作為溶劑配制濃度為5%的不同質(zhì)量比的聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液，聚偏氟乙烯粒料為0.45g，氯化鎂為0.00135g；

2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；

3）將步驟2）制得的固化膜在215℃的熱臺(tái)上熔融10min消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶7h，至共混膜完全結(jié)晶；

參見(jiàn)圖1（a~c）與圖1（d~f）可知，在一定條件下，加入氯化鎂之后，聚偏氟乙烯有高含量的γ′晶體生成。

參見(jiàn)圖2可知，純聚偏氟乙烯只出現(xiàn)了一個(gè)熔融峰，加入氯化鎂后，聚偏氟乙烯在183℃出現(xiàn)了γ′晶體熔融峰。

參見(jiàn)圖3可知，純聚偏氟乙烯只有α晶體特征峰，加入氯化鎂后，聚偏氟乙烯的α晶體特征峰消失，僅出現(xiàn)了γ′晶體特征峰。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種耐高溫聚偏氟乙烯介電膜的制備方法，包括有以下步驟：1）以N,N二甲基甲酰胺（DMF）作為溶劑配制濃度為5%的不同質(zhì)量比聚偏氟乙烯/氯化鎂鑄膜液；2）將步驟1）中不同質(zhì)量比的鑄膜液滴入載玻片上，并在恒溫?zé)崤_(tái)上固化成膜；3）將步驟2）制得的固化膜在熱臺(tái)上熔融消除熱歷史，然后快速降溫到155℃恒溫結(jié)晶，至共混膜完全結(jié)晶；本發(fā)明聚偏氟乙烯介電膜的制備方法工藝簡(jiǎn)單、操作方便、且性能優(yōu)異，如耐高溫、耐腐蝕、壓電性與鐵電性較強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)作為一種耐高溫功能性高分子材料，在電容器、傳感器、信息儲(chǔ)存、電子器件和耐高溫的熱敏性材料等方面均有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)研發(fā)人員：王海軍;李鎮(zhèn)偉;阮瀟瀟;楊茜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：陜西科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.14
技術(shù)公布日：2017.09.26