基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜和制备方法技术

基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜和制备方法，所述振膜系使用石墨烯和/或其化合物碎片增强PET的塑料膜，经激光切割或机械冲裁、再压制成型；所述声学振膜的基本组份，按重量百分比计，其中石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料。制备所述振膜，是将原料级PET作为基材，借助有机溶剂对其掺杂石墨烯和/或其化合物碎片，获得轻质、高强度和足够刚度，以及高韧性的增强PET塑料膜，再借助激光切割或机械冲裁，并将其压制成型。按本发明专利技术方法制成的增强塑料膜用于高品质扬声器做声学振膜材料，是结合了石墨烯和PET各自的优点，从而制成的扬声器振膜具有刚强性、坚韧性、抗冲击性和耐磨性，而且厚度小、质量轻。

【技术实现步骤摘要】
基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜和制备方法
本专利技术涉及高品质电–声换能器件之声学振膜及其制备方法，尤其涉及将石墨烯和/或其化合物掺入原料级高分子聚合物PET内，制成增强PET塑料，再经挤塑工艺制成膜后切割或裁制、并模压成型为高品质声学振膜的方法。
技术介绍
扬声器是把电信号转换为声音的电–声换能器件，其性能优劣对获得声音的音质影响很大。扬声器在音响设备中是音质最薄弱的一个环节，但对于音响效果而言，它又是最重要的一个部件。扬声器种类繁多，而且价格差异很大。音频电流流经动圈，使之受到电磁力作用、或者由于音频电能作用于晶体或介质而导致的压电、静电效应，连接于其上的纸盆或膜片随之振动．与周围空气发生谐振，或称共鸣而复原原来的声音。振膜是扬声器的核心部件，它的设计、制造和所用材料直接影响音效的好坏，进而影响相关电子产品的总体性能和市场竞争力。对扬声器振膜材料的基本要求是：①密度尽量低，以保证扬声器具有较高的灵敏度；②比弹性率E/p尽可能地高，其中E是材料的弹性模量，p是材料密度。换言之，是要求振膜材料不仅要轻，还要有较高的物理强度，这样可以使振膜在较宽的频率范围内做活塞运动，能有效地抑制分割振动，减少频率响应的不均匀度，减少还原声音时失真；③要有适当大的内部损耗，即阻尼因子要大，可使频率响应曲线比较平滑，降低谐振品质因数Q值并改善音质。为提高音效，数十年来，人们在声学领域，一直致力寻求性能优异的振膜材料，并研制相应的信号调理电路。从早期的，用某些天然纤维如桑皮、杉树等木浆制成的振膜，到现今常用的人造纤维、聚酯、改性塑料以及聚丙烯、加强聚丙烯等振膜材料，都不是很理想的。但是振膜的强度、电–声转换效率和频率响应等一些性能，也常常难于调和、兼顾。人们希望获得既有高的物理强度、又有高的电–声转换效率，且拥有良好频率响应特性的振膜。现有技术振膜材料种类繁多，包括天然纤维的、塑料膜材料的、纸质的、金属的，如镁铝合金及钛合金等，以及丝绢的、合成纤维的等等。但是用上述各种材料制成的振膜，都是强度偏低，无法满足扬声器工作的高品质需求，因此所述振膜通常要采用相同材料或者不同材料的、多片单层振膜，借助胶粘剂固定结合成型的结构，但这种多层结构的振膜通常牢固性较差，结合时容易出现膜折、起泡等现象，影响振膜的稳定性。随着社会的发展与前进，人们对扬声器的要求越来越高，现有技术电子产品对声学振膜性能的要求也越来越高，因此有必要寻找更能够满足这种高品质电–声性能需求的振膜材料。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种基于石墨烯增强PET塑料的高品质扬声器声学振膜及其制备方法。如所周知，石墨烯是现有技术已知的世界上最薄、最坚硬的纳米材料，具有极高的强度，是钢铁的100倍，石墨烯材料在用于电–声转换、制做高品质声学振膜这方面拥有巨大优势。本专利技术在原料级高分子聚合物PET中掺入纳米级石墨烯和/或其化合物碎片，获得石墨烯增强PET塑料，进而将其制成用于高品质扬声器的声学振膜，已取得良好的实验室效果。本专利技术解决所述现有技术问题采用的技术方案是，一种基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜，系使用石墨烯和/或其化合物碎片增强PET的塑料膜，经激光切割或机械冲裁、再压制成型，并制成扬声器声学振膜；所述声学振膜的基本组份，按重量百分比计，其中石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料。所述石墨烯化合物包括氧化石墨烯和氟化石墨烯，并且所述石墨烯和/或其化合物，都是纳米级的碎片。本专利技术解决所述现有技术问题采用的技术方案还可以是，一种基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜之制备方法，是将粉状或颗粒状高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料作为基材，借助有机溶剂对所述PET聚合物掺杂石墨烯和/或其化合物碎片，获得轻质、高强度和足够刚度，以及高韧性的石墨烯增强PET塑料膜，再借助激光切割或机械冲裁，并将其压制成型，制成扬声器声学振膜。当采用原位掺合方法制备，用于压制成型所述声学振膜的石墨烯增强PET塑料膜时，该方法包括如下步骤：4A.将石墨烯或其化合物碎片在温度150℃～250℃范围内进行膨胀化处理2~5min，然后用超声波震荡方法在室温下将该石墨烯和/或其化合物碎片分散于极性溶剂中，制成石墨烯和/或其化合物碎片混合极性溶剂的悬浊液；4B.在粉状或颗粒状高分子聚合物PET中，注入实施上一步骤A获得的石墨烯和/或其化合物碎片混合极性溶剂的悬浊液,借助机械装置快速搅拌，使之形成浆液，并通过酯化反应，获得混合了石墨烯和/或其化合物碎片的PET高分子聚合物浆液，该浆液中石墨烯和/或其化合物碎片与高分子聚合物PET的配合，按重量百分比计，石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET；4C.遂后将所述浆液冷却、固化成为石墨烯和/或其化合物碎片增强PET塑料。在上述步骤4A中，所述极性溶剂为四氢呋喃，所述超声波震荡的频率为25~50kHz，处理时间为15~45min。若采用溶液混合方法制备，用于压制成型所述声学振膜的石墨烯增强PET塑料膜时，该方法则包括如下步骤：6A.将石墨烯和/或其化合物碎片在室温下，用超声波震荡方法令石墨烯和/或其化合物碎片分散于第一有机溶剂中，制成石墨烯和/或其化合物碎片混合第一有机溶剂的悬浊液；6B.用超声波震荡方法将粉状或颗粒状高分子聚合物PET分散于第二有机溶液中，制成PET聚合物-第二有机溶剂混合溶液；6C.在借助机械装置快速搅拌的条件下，将从实施上述步骤6A获得的石墨烯和/或其化合物碎片混合第一有机溶剂的悬浊液，注入从实施上述步骤6B获得的PET聚合物–第二有机溶剂混合溶液中，使得石墨烯和/或其化合物碎片充分均匀地分散于所述PET聚合物–第二有机溶剂混合溶液中，并通过酯化反应，获得混合了石墨烯和/或其化合物碎片的PET高分子聚合物浆液；所述浆液中石墨烯和/或其化合物碎片与高分子聚合物PET的配合，按重量百分比计，石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET；6D.俟所述混合了石墨烯和/或其化合物碎片的PET高分子聚合物浆液中的有机溶剂都挥发殆尽，该浆液遂固化成为石墨烯和/或其化合物碎片增强PET塑料。在上述步骤6A中，用于分散石墨烯和/或其化合物于其内的第一有机溶剂是乙醇；在上述步骤6B中，用于分散高分子聚合物PET于其内的第二有机溶剂是甲苯；在所述步骤6A和6B中，所述超声波震荡的频率均为25～50kHz，处理时间为15~45min。上述所有石墨烯化合物都包括氧化石墨烯和氟化石墨烯，并且所述石墨烯及其化合物，都是纳米级的碎片。同现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：使用本专利技术方法制成的石墨烯增强PET塑料膜，将其用于高品质扬声器做声学振膜材料，是结合了石墨烯和PET各自的优良特质性能，从而使制成的高品质扬声器声学振膜具有刚强性、坚韧性、抗冲击性、耐磨性，而且厚度小、质量轻等优异特质。附图说明图1为本专利技术基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜之制备方法的工艺流程图。具体实施方式以下结合俩优选实施例，进一步地阐述本专利技术的内容。如图1所示，为本专利技术基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜，系使用石墨烯和/或其化合物碎片增强PET的塑料膜，经激光切割或机械冲裁、再压制成型；所述声学振膜的基本组份，按重量百分比计，其中石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25% ，其余是高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜，系使用石墨烯和/或其化合物碎片增强PET的塑料膜，经激光切割或机械冲裁、再压制成型；所述声学振膜的基本组份，按重量百分比计，其中石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料。2.按照权利要求1所述的扬声器声学振膜，其特征在于：所述石墨烯化合物包括氧化石墨烯和氟化石墨烯，并且所述石墨烯和/或其化合物，都是纳米级的碎片。3.一种基于石墨烯增强PET塑料的扬声器声学振膜之制备方法，是将粉状或颗粒状高分子聚合物PET，即，“聚对苯二甲酸乙二酯”塑料作为基材，借助有机溶剂对所述PET聚合物掺杂石墨烯和/或其化合物碎片，获得轻质、高强度和足够刚度，以及高韧性的石墨烯增强PET塑料膜，再借助激光切割或机械冲裁，并将其压制成型，制成扬声器声学振膜。4.按照权利要求3所述的扬声器声学振膜之制备方法，其特征在于：当采用原位掺合方法制备，用于压制成型所述声学振膜的原料级石墨烯增强PET塑料时，所述方法包括如下步骤：4A.将石墨烯或其化合物碎片在温度150℃～250℃范围内进行膨胀化处理2~5min，然后用超声波震荡方法在室温下将该石墨烯和/或其化合物碎片分散于极性溶剂中，制成石墨烯和/或其化合物碎片混合极性溶剂的悬浊液；4B.在粉状或颗粒状高分子聚合物PET中，注入实施上一步骤4A获得的石墨烯和/或其化合物碎片混合极性溶剂的悬浊液,借助机械装置快速搅拌，使之形成浆液，并通过酯化反应，获得混合了石墨烯和/或其化合物碎片的PET高分子聚合物浆液，该浆液中石墨烯和/或其化合物碎片与高分子聚合物PET的配合，按重量百分比计，石墨烯和/或其化合物碎片为5%～25%，其余是高分子聚合物PET；4C.遂后将所述浆液冷却、固化成为石墨烯和/或其化合物碎片增强PET塑料。5.按照权利要求4所述的扬声器声学振膜之制备方法，其特征在于：在制备所述扬声器声学振膜原料...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍守豪，余旭，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44