[發(fā)明專利]一種柔性壓電復(fù)合材料、柔性電子皮膚及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112625382A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹永剛;施鈞輝;任丹陽;陳睿黽
• 申請（專利權(quán)）人: 之江實驗室
• 主分類號: C08L27/16
• 分類號: C08L27/16;C08K3/14;C08K3/28;C08J5/18;H01L41/18;H01L41/193;H01L41/338;H01L41/37
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 奚麗萍

1.一種柔性壓電復(fù)合材料，其特征在于，將MXene二維材料引入PVDF及其共聚物中，所述MXene表面具有豐富的官能團-OH、-O、-H、-F，所述官能團與PVDF基聚合物分子鏈之間形成氫鍵，實現(xiàn)對PVDF分子鏈的取向排列，制備出β相含量高的柔性壓電聚合物薄膜。

2.一種柔性電子皮膚，其特征在于，包括柔性MXene/PVDF基柔性復(fù)合材料薄膜編織成布、在柔性壓電復(fù)合薄膜上下面分別鍍有電極層以及在兩個電極層上分別設(shè)有保護層。

3.一種柔性電子皮膚的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將上述得到的柔性壓電薄膜進行剪裁成長條狀的薄膜帶；

(2)將各條薄膜分別沿橫、豎方向覆蓋在待測物表面，形成柔性電子皮膚。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柔性電子皮膚的制備方法，其特征在于，所述柔性電子皮膚的定位方法為：按壓所述柔性電子皮膚上的某個點時，監(jiān)測其產(chǎn)生壓電效應(yīng)的位置，通過該位置的橫向和豎向的薄膜帶定位該點的具體位置，從而實現(xiàn)所述柔性電子皮膚定位。

5.一種柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述一種柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取壓電聚合物粉末加入有機溶劑溶液，攪拌均勻，得到均勻的溶液；

(2)在上述(1)中的溶液中加入二維片層的MXene粉末，經(jīng)過超聲震蕩處理后，得到MXene均勻分散在溶液中的分散液；

(3)取上述(2)中所制得的分散液用勻膠機在基底上進行旋涂處理；

(4)將上述(3)中旋涂完畢的基底放入真空干燥箱中真空退火，將薄膜從基底上取下，得到柔性壓電聚合物薄膜材料；

(5)將上述(4)中所制得的薄膜在高壓電場環(huán)境下進行極化得到柔性壓電復(fù)合薄膜材料，將柔性壓電復(fù)合薄膜材料的上下表面通過磁控濺射的方法制備出電極層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述壓電聚合物為PVDF和PVDF基共聚物的一種，其中PVDF基共聚物包括P(VDF-TrFE)、PVDF-HFP、P(VDF-CTFE)、P(VDF-TrFE-CTFE)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑包括二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿其中至少一種，MXene為Ti₃C₂、Ti₂C、Ta₃CN、Ti₃CN中的一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述壓電聚合物在有機溶劑中的質(zhì)量分數(shù)為3-30％，加入MXene含量為壓電聚合物質(zhì)量的0.05-15％。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述超聲震蕩時間為2-3h；所述溶液用勻膠機在基底上進行旋涂的勻膠機工作環(huán)境為轉(zhuǎn)速800-1500轉(zhuǎn)5s，2500-3000轉(zhuǎn)30s；所述真空箱的設(shè)置為120-200℃環(huán)境下真空退火1-3h。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述柔性壓電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述電極層為Al等，厚度范圍為50-1000nm。