[發(fā)明專(zhuān)利]一種纖維素/聚偏氟乙烯高介電復(fù)合膜的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111490564.4
• 申請(qǐng)日: 2021-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113912886A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊全嶺;汪鵬;尹亞楠;石竹群;賀嘉誠(chéng);方凌嘯;熊傳溪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08J5/18
• 分類(lèi)號(hào): C08J5/18;C08L1/04;C08L27/16
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉洋

本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維素/聚偏氟乙烯高介電復(fù)合膜的制備方法，將氫氧化鈉、尿素、水混合溶解后降溫至?14～?10℃，加入纖維素?cái)嚢璧玫嚼w維素溶液，0℃條件下離心除去氣泡，采用流延法使溶液在玻璃板上鋪展開(kāi)，再將其在再生浴H₂SO₄、Na₂SO₄或者H₂SO₄/Na₂SO₄水溶液中浸泡，得到再生纖維素水凝膠；將所得再生纖維素水凝膠浸泡在N,N?二甲基甲酰胺溶液中，置于恒溫振蕩器上進(jìn)行溶液置換，將水凝膠內(nèi)部的水溶液置換為N,N?二甲基甲酰胺溶液；將置換后的再生纖維素凝膠浸泡于配置好的聚偏氟乙烯溶液中，于恒溫振蕩器上震蕩40?48h；取出后固定在玻璃板上于40?65℃烘干除去多余溶劑，然后放在熱壓機(jī)上熱壓得到再生纖維素/聚偏氟乙烯復(fù)合膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素/聚偏氟乙烯高介電復(fù)合膜的制備方法。

背景技術(shù)

隨著便攜式和柔性電子在日常生活中的日益普及，質(zhì)輕、柔性和高效的儲(chǔ)能設(shè)備需求也隨之而來(lái)。電介質(zhì)電容器是電子電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的元件之一，其中的電介質(zhì)材料是重要組成部分，直接影響電容器的使用性能。目前商業(yè)化生產(chǎn)的薄膜電容器就是以雙向拉伸聚丙烯(BOPP)為電介質(zhì)材料制備的，和無(wú)機(jī)陶瓷類(lèi)電介質(zhì)材料相比，這種聚合物基電介質(zhì)材料因具有柔韌性好、質(zhì)輕等特點(diǎn)而受到越來(lái)越多的關(guān)注。然而目前大部分聚合物電介質(zhì)材料不可再生且不易降解，大量使用不僅會(huì)造成資源消耗，還會(huì)加速環(huán)境的惡化。因此，設(shè)計(jì)并制備生物質(zhì)基新型綠色電介質(zhì)材料，既可以為解決能源問(wèn)題提供一種新的思路，又符合當(dāng)今社會(huì)綠色發(fā)展的主題，具有很好的發(fā)展前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于將聚偏氟乙烯和纖維素優(yōu)點(diǎn)綜合起來(lái)，提供一種纖維素/聚偏氟乙烯高介電復(fù)合膜的制備方法，制備的可再生纖維素/聚偏氟乙烯復(fù)合膜不僅具備良好的儲(chǔ)能密度和效率，而且采用聚偏氟乙烯(PVDF)來(lái)降低再生纖維素的親水性，降低了由于吸水造成的介電損耗及介電性能的下降，使其在濕度環(huán)境下具有良好的介電使用性能。

為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下：

一種纖維素/聚偏氟乙烯高介電復(fù)合膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氫氧化鈉、尿素、水混合溶解后降溫至-14～-10℃，加入纖維素?cái)嚢璧玫嚼w維素溶液，0℃條件下離心除去氣泡，采用流延法使溶液在玻璃板上鋪展開(kāi)，再將其在再生浴H₂SO₄、Na₂SO₄或者H₂SO₄/Na₂SO₄水溶液中浸泡，得到再生纖維素水凝膠。

(2)將所得再生纖維素水凝膠浸泡在N,N-二甲基甲酰胺溶液中，置于恒溫振蕩器上進(jìn)行溶液置換，將水凝膠內(nèi)部的水溶液置換為N,N-二甲基甲酰胺溶液；將置換后的再生纖維素凝膠浸泡于配置好的聚偏氟乙烯溶液中，于恒溫振蕩器上震蕩40-48h；取出后固定在玻璃板上于40-65℃烘干除去多余溶劑，然后放在熱壓機(jī)上熱壓得到再生纖維素/聚偏氟乙烯復(fù)合膜。

按上述方案，步驟(1)中氫氧化鈉、尿素、水質(zhì)量比為(4-12):(8-15):(73-88)。

按上述方案，步驟(1)中所用纖維素為棉花纖維素、木漿、麻纖維、甘蔗渣、椰子殼、玉米殼、麥秸、水稻稈、細(xì)菌纖維素、海鞘纖維素的一種或多種。

按上述方案，步驟(1)中的再生浴H₂SO₄、Na₂SO₄或者H₂SO₄/Na₂SO₄水溶液濃度2-15wt％。

按上述方案，步驟1還包括將再生纖維素水凝膠在不斷流動(dòng)的水中浸泡沖洗12-24h，再用去離子水漂洗置換。