一种PVDF伸直链晶体的制备方法技术

本发明专利技术提供一种PVDF伸直链晶体的制备方法，包括以下步骤：(1)共混：按重量比将PVDF与有机溶剂加入高速混合机中进行预混；(2)溶解：将混料放入指定模具中，然后将填有物料的模具装入加热炉中,接通加热电源,控制升温速度为10℃/min,加热升温使其完全溶解，并保温10～60min；(3)冷却：将模具冷却至一定温度后保温时间；(4)解吸：将步骤(3)得到的样品升温至一定温度保温，控制升温速度为1℃/min，使溶剂解吸除去，得到PVDF伸直链晶体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功能高分子领域，更具体地，本专利技术提供一种PVDF伸直链晶体的制备方法。
技术介绍
聚偏氟乙稀(Poly(vinylidenefluoride),PVDF),是一种半结晶性高聚物,其不仅拥有较高的韧性和强度,还具有出色的耐热性、耐候性和耐化学腐蚀性,因而被产业界广泛地应用于化工、建筑、电子电气、机械和航空航天等领域。与传统的压电陶瓷材料相比,聚偏氟乙稀具有声阻抗低、质量轻、柔性好、加工成型容易和价格低廉等优点。PVDF是一种多晶型聚合物,其至少存在α、β、γ、δ和ε五种晶型。PVDF在加工过程中会致使其分子链构象或者堆积方式发生改变,因而可获得不同的晶体类型。β晶型属于六方晶系,其分子链按照平面锯齿状排列,在β晶型中每个单体单元的偶极矩沿着相同的方向平行排列，从而赋予了β晶型具有自发极性,使得β晶型拥有最大的压电、热电和铁电性能。β晶型的PVDF压电材料现已被大量地应用于光电仪器、传感器、压电制动器等方面。PVDF在高温髙压下结晶将可得到β型伸直链晶体,不但提高了PVDF基体的机械强度和热稳定性能,而且因β型伸直链晶体在PVDF各种晶型中极性最强,可大幅度提高PVDF的机电耦合系数。现有技术中制备PVDF的伸直链晶体在高温高压下结晶，利用高压处理，这样制备PVDF的伸直链晶体的工艺工业化难度系数比较大且成本高。因此，现亟需一种常压下通过溶剂诱导形成共晶制备出具有优异的力学强度、化学稳定性、易加工、良好的压电、铁电等特性的PVDF的伸直链晶体。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种PVDF伸直链晶体的制备方法，包括以下步骤：(1)共混：按重量比将PVDF与有机溶剂加入高速混合机中进行预混；(2)溶解：将混料放入指定模具中，然后将填有物料的模具装入加热炉中,接通加热电源,控制升温速度为10℃/min,加热升温使其完全溶解，并保温10～60min；(3)冷却：将模具冷却至一定温度后保温时间；(4)解吸：将步骤(3)得到的样品升温至一定温度保温，控制升温速度为1℃/min，使溶剂解吸除去，得到PVDF伸直链晶体。在一种实施方式中，所述有机溶剂为二甲基亚砜、二甘醇、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、环己醇、六氟异丙醇、1，4-二氧六环、1，3-二氧四环、六甲基磷酸三胺、丙烯酰胺、丙酮、四氢呋喃、环戊酮、丁酮、4-甲基-2-戊酮中一种或多种。在一种实施方式中，所述PVDF与极性溶剂的重量比为1：(10～20)。在一种实施方式中，所述有机溶剂丙酮与四氢呋喃、环戊酮的质量比为(1～5)：(2～10)：1。在一种实施方式中，所述有机溶剂丙酮与四氢呋喃、环戊酮的质量比为(1～4)：(2～6)：1。在一种实施方式中，所述步骤(2)中保温温度为50～80℃。在一种实施方式中，所述步骤(3)中所述冷却速度为0.1～1℃/s。在一种实施方式中，所述步骤(3)中所述保温温度为0～20℃，保温时间为10～24h。在一种实施方式中，所述步骤(4)中所述保温温度为80～130℃，保温时间为5～12h。在一种实施方式中，所述PVDF的重均分子量为5000～500000。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。具体实施方式参选以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本专利技术的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本专利技术不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。此外，本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。“聚合物”意指通过聚合相同或不同类型的单体所制备的聚合化合物。通用术语“聚合物”包含术语“均聚物”、“共聚物”、“三元共聚物”与“共聚体”。“共聚体”意指通过聚合至少两种不同单体制备的聚合物。通用术语“共聚体”包括术语“共聚物”(其一般用以指由两种不同单体制备的聚合物)与术语“三元共聚物”(其一般用以指由三种不同单体制备的聚合物)。其亦包含通过聚合更多种单体而制造的聚合物。“共混物”意指两种或两种以上聚合物通过物理的或化学的方法共同混合而形成的聚合物。本专利技术提供一种PVDF伸直链晶体的制备方法，包括以下步骤：(1)共混：按重量比将PVDF与有机溶剂加入高速混合机中进行预混；(2)溶解：将混料放入指定模具中，然后将填有物料的模具装入加热炉中,接通加热电源,控制升温速度为10℃/min,加热升温使其完全溶解，并保温10～60min；(3)冷却：将模具冷却至一定温度后保温时间；(4)解吸：将步骤(3)得到的样品升温至一定温度保温，控制升温速度为1℃/min，使溶剂解吸除去，得到PVDF伸直链晶体。PVDF的化学式PVDF是一种多晶型聚合物,其至少存在α、β、γ、δ和ε五种晶型。PVDF在加工过程中会致使其分子链构象或者堆积方式发生改变,因而可获得不同的晶体类型:α晶型是PVDF在结晶过程中最常得到的晶型；而β和γ晶型需要在特定的条件下才能制备出来；δ和ε两种晶型相比前三种晶型来说,制备的条件更加苛刻。PVDF的α、β、γ三种晶型在一定的条件下可以相互转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PVDF伸直链晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)共混：按重量比将PVDF与有机溶剂加入高速混合机中进行预混；(2)溶解：将混料放入指定模具中，然后将填有物料的模具装入加热炉中,接通加热电源,控制升温速度为10℃/min,加热升温使其完全溶解，并保温10～60min；(3)冷却：将模具冷却至一定温度后保温时间；(4)解吸：将步骤(3)得到的样品升温至一定温度保温，控制升温速度为1℃/min，使溶剂解吸除去，得到PVDF伸直链晶体。

【技术特征摘要】
1.一种PVDF伸直链晶体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)共混：按重量比将PVDF与有机溶剂加入高速混合机中进行预混；(2)溶解：将混料放入指定模具中，然后将填有物料的模具装入加热炉中,接通加热电源,控制升温速度为10℃/min,加热升温使其完全溶解，并保温10～60min；(3)冷却：将模具冷却至一定温度后保温时间；(4)解吸：将步骤(3)得到的样品升温至一定温度保温，控制升温速度为1℃/min，使溶剂解吸除去，得到PVDF伸直链晶体。2.根据权利要求1所述PVDF伸直链晶体的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基亚砜、二甘醇、乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、环己醇、六氟异丙醇、1，4-二氧六环、1，3-二氧四环、六甲基磷酸三胺、丙烯酰胺、丙酮、四氢呋喃、环戊酮、丁酮、4-甲基-2-戊酮中一种或多种。3.根据权利要求1所述PVDF伸直链晶体的制备方法，其特征在于，所述PVDF与极性溶剂的重量比为1：(10～20)。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文中，李玉雪，潘霁，龚方红，刘春林，陶国梁，王晓琳，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32