压电聚合物膜元件、尤其是聚合物箔及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种压电聚合物膜元件(1)，尤其是聚合物箔，包括聚合物基材(2)，在所述聚合物基材(2)中布置有空心颗粒(3)，以及一种用于制造这样的压电聚合物膜元件的方法，包括步骤：A)提供空心颗粒(3)和B)将空心颗粒(3)引入得自聚合物材料的聚合物基材(2)中以及C)使聚合物基材(2)成形为聚合物膜。此外，本发明专利技术包括一种包括至少一个包含空心颗粒(3)作为填料的第一聚合物膜(1)的电机换能器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及压电聚合物膜元件，尤其是聚合物箔，包括聚合物基材，其中在聚合物基材中布置有空心颗粒。此外，本专利技术涉及用于制造这样的聚合物膜元件的方法。聚合物和聚合物复合材料已经大量地被用于商业应用。在这种情况下，功能聚合物作为有功分量在传感器-和驱动器应用中日益重要。近年来，一种新种类的压电聚合物，所谓的铁电驻极体，日益成为研究热点。铁电驻极体也称为压电驻极体。铁电驻极体由具有可长时间存储电荷的空腔结构的聚合物材料构成。一些公知的铁电驻极体具有多孔空腔结构且形成为发泡聚合物膜或聚合物膜的多层体系或聚合物织物。如果电荷根据其极性分布在空腔的不同表面，则每一个带电的空腔是一个电偶极。如果现在使空腔变形，这将引起偶极尺寸的改变并导致外部电极之间的电流。铁电驻极体能够显示出与其它压电物质可比较的压电活性。在US4654546中描述了一种用于制造作为铁电驻极体膜的前体的聚丙烯泡沫膜的方法。在此，将填料颗粒掺入该聚合物膜。例如釆用二氧化钛作为填料。在挤出之后双轴拉伸聚丙烯膜，这样在填充颗粒周围形成小的空腔。这种方法此后也用于其它聚合物。因而， 例如，M. Wegener, M. Paajanen, 0. Voronina, R. Schulze, W. Wirges 和 R. Gerhard-Multhaupt在“Voided cyclo-olefin polymer films Ferroelectrets with high thermalstability”，第 12 届国际驻极体研讨会汇编(IEEE Service Center, Piscataway, NewJersey, USA 2005) 47-50 (2005)中和 Eetta Saarimakl5 Mika Paajanen, Ann-Mari Savijarvi和 Hannu Minkkinen， MichaelWegene ；01ena Voronina, Robert Schulze, Wemer Wirges和 Reimund Gerhard-MuIthaupt 在“Novel Heat Durable Electromechanical Film Processing for Electromechanical and Electret Applications，，，IEEE Transactionson Dielectrics and Electrical Insulation 13，963-972 (十月 2006)中描述了环烯径共聚物(COC)和环烯烃聚合物(COP)的铁电驻极体膜的制造。发泡聚合物具有会出现泡沫大小分布广范的缺点。由此，在随后的充电步骤中，不是所有的泡沫都能够均匀良好地充电。用于制备发泡铁电驻极体聚合物膜的另一方法是使用超临界液体，例如用二氧化碳直接物理发泡均质膜。在Advanced Functional Materials 17，324-329(2007)， Werner Wirges, Michael Wegener, Olena Voronina, Larissa Zirkel和 Reimund Gerhard-Multhaupt “Optimized preparation of elastically soft，high piezoelectric, cellular ferroelectrets from nonvoided poly (ethyleneterephthalate) films” 中和在 Applied Physics Letters 90，192908 (2007)，P. Fang，M. Wegener, W. Wirges,和 R. Gerhard LZirkel “Cellular polyethylene-naphthalateferroelectrets Foaming in supercritical carbon dioxide, structural andelectrical preparation，and resulting piezoelectricity，，中，该方法用聚酉旨材料，以及在 Applied Physics A!Materials Science & Processing 90，615-618 (2008)，0. Voronina, M. Wegener, W. Wirges, R. Gerhard, L.Zirkel，和 H. Miinstedt “Physicalfoaming of fluorinated ethylene-propylene (FEP) copolymers in supercriticalcarbon dioxide single film fluopolymer piezoelectrets”中描述了选择氟聚合物(氟化乙稀-丙烯共聚物)。在X. Zhang, J. Hillenbrand 和 G. M. Sessler “Thermally stable fluocarbonferroelectrets with high piezoelectric coefficient'Applied Physics A,第84卷，第 139-142 页，2006 中和“Ferroelectrets with improved thermal stability made fromfused fluorocarbon layers，，，Journal of Applied Physics,第 101 卷，第 054114 页，2007,以及在 Xiaoqing Zhang, Jinfeng Huang 和 Zhongfu Xia “Piezoelectric activityand thermal stability of cellular f luocarbon films” PHYSI CA SCRIPTA，第 T129 卷，第274-277页，2007中的的出版物中，描述了通过在得自至少三层的以交替顺序彼此叠置的FEP和PTFE层的聚合物堆垛上印刷金属格栅来使聚合物层结构化。通过在高于FEP熔点且低于PTFE熔点的温度下用格栅压紧这些层，该聚合物层按照格栅结构这样彼此结合，使得在格栅条之间形成具有矩形基底的拱形或泡状空腔。但是，这些方法导致具有不同 品质的铁电驻极体，因为首先随增加的层数很难能够控制形成均匀的空腔。另一种使用格栅制造泡状空腔的方法由R. A. C. Altafim, H. C. Basso,R. A. P. Altafim, L. Lima, C. V. De Aquino, L. Gonalves Neto和 R. Gerhard-Multhaupt 描述于“Piezoelectrets from thermo-formed bubble structures of fluoropolymer-electretfilms，，，IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation,第 13卷，No. 5,第979-985页，200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·延宁格，J·瓦格纳，R·格哈德，W·维尔格斯，
申请(专利权)人：拜耳知识产权有限责任公司，
类型：发明
国别省市：