[發明專利]壓電聚合物元件及其制備方法和裝置

無效

• 申請號: 201180044344.7
• 申請日: 2011-09-15
• 公開（公告）號: CN103097105A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 伊萊亞斯·斯奧利斯;瑪根達帕·L（拉維）·哈蒂馬尼
• 申請（專利權）人: 博爾頓大學
• 主分類號: B29C47/00
• 分類號: B29C47/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理事務所(普通合伙) 11270
• 代理人: 徐川;張穎玲

1.一種形成壓電聚合物元件的方法，所述方法包括擠出聚合物材料并同時使擠出的材料部分極化的步驟。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述元件是纖維。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述元件是膜。

4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述元件由聚合物粒料的進料擠出。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述粒料包括具有分散的壓電陶瓷顆粒的聚合物。

6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述元件從熔融擠出機中擠出。

7.根據權利要求6所述的方法，其中，將所述聚合物在所述擠出機的進料螺桿處保持在超過所述聚合物的熔點的第一溫度，并在所述擠出機的擠出模頭處保持在更高的第二溫度。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一溫度基本比所述聚合物的熔點高20℃。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，所述第二溫度基本比所述聚合物的熔點高30℃。

10.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在極化前將所述部分拉伸橫跨一個或多個加熱輥。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，將所述部分加熱至所述聚合物的玻璃化轉變溫度和熔點溫度之間的溫度。

12.根據權利要求10或11所述的方法，其中，將所述部分加熱至60℃和90℃之間。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，將所述部分加熱至基本70℃。

14.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，在極化前在超過其屈服應力的拉力下拉伸所述部分以使所述部分塑性延伸。

15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述部分以至少2∶1的伸長比塑性延伸。

16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述伸長比是至少3∶1。

17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述伸長比是至少4∶1。

18.根據權利要求17所述的方法，其中，所述伸長比基本上是4∶1。

19.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，極化包括橫跨所述部分施加0.5MV/m和1.5MV/m之間的電場。

20.一種用于形成壓電聚合物元件的裝置，所述裝置包括用于由粒狀進料擠出所述聚合物元件的擠出機和用于在擠出所述元件的同時橫跨所述元件的部分施加電場的一對電極。

21.根據權利要求20所述的裝置，其中，所述擠出機是包括進料螺桿和擠出模頭的熔融擠出機，所述熔融擠出機在所述進料螺桿處保持在比所述粒狀進料的熔點高的第一溫度，并在所述擠出模頭處保持在更高的第二溫度。

22.根據權利要求21所述的裝置，其中，所述第一溫度基本比所述熔點高20℃，并且所述第二溫度基本比所述熔點高30℃。

23.根據權利要求20～22中任一項所述的裝置，其中，所述裝置包括加熱輥。

24.根據權利要求23所述的裝置，其中，所述加熱輥保持高于所述粒狀進料的玻璃化轉變溫度并且低于所述粒狀進料的熔點的溫度。

25.根據權利要求24所述的裝置，其中，輥溫度在60℃和90℃之間。

26.根據權利要求25所述的裝置，其中，所述輥溫度在70℃和80℃之間。

27.根據權利要求26所述的裝置，其中，所述輥溫度基本上是75℃。

28.根據權利要求20～27中任一項所述的裝置，其中，所述電極對所述部分施加0.5MV/m和1.5MV/m之間的電場。

29.一種壓電聚合物元件，具有實心的橫截面和遍及所述橫截面的基本均勻的組分。

30.根據權利要求29所述的壓電聚合物元件，包括具有分散的壓電陶瓷顆粒的聚合物。

31.根據權利要求29或30所述的壓電聚合物元件，其中，所述元件是纖維。