一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺，属于PVDF压电薄膜技术领域，包括以下步骤：S101、基膜制备；S102、将PVDF熔融后的原料液流延制膜；S103、预拉伸；S104、PVDF基膜的预处理；S105、拉伸处理。本发明专利技术中，通过在对原料进行流延制膜过程中对通过预冷却后的薄膜以及载体的移动进行预拉伸处理，能够有效提高流延薄膜的整体强度，并且能够通过在最终拉伸之前通过压辊的压制提高薄膜的预应力，避免薄膜拉伸过程中因流延制备的强度较低影响到拉伸效果，有效提高拉伸强度以及拉伸后的薄膜性能稳定性，满足后续的退火极化需要的工艺强度，满足使用需要。满足使用需要。满足使用需要。

【技术实现步骤摘要】
一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺


[0001]本专利技术属于PVDF压电薄膜
，尤其涉及一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺。

技术介绍

[0002]聚偏氟乙烯膜即PVDF膜，是一种由基膜和接枝在基膜上的活性基团组成的均相离子交换膜，其中基膜材质为PVDF，活性基团又分为固定基团和离解离子（或称反离子）。PVDF膜具有化学结构均匀、膜电阻小、电化学性能优良、离子交换容量高、不易泄露等优点，其成品膜被广泛应用于印染、电镀等工业废水和垃圾渗漏液的处理，在膜电解/电积技术、氯碱行业和膜法提取有色金属领域中也得到了规模化的应用，PVDF由于具有压电特性常用于生产触觉传感器阵列、廉价的应变仪以及轻量的音频换能器。
[0003]PVDF压电薄膜，按照下列工艺顺序进行：原PVDF薄膜制备—设计成专用拉伸薄膜设备拉伸薄膜—拉伸后的薄膜在一定的温度下退火处理—电晕极化—在膜的两面丝印金属层电极—成品检测—入库，制备压电聚偏二氟乙烯(PVDF)薄膜的两个关键步骤包括拉伸和极化，其中，极化为较为重要的步骤，主要目的是让聚合物铁电体中杂乱取向的分子偶极矩沿着特定方向（如极化电场方向）一致取向，形成全反式构象的极性β晶型，提高PVDF薄膜的剩余极化值，改善PVDF薄膜的铁电性能极化的方法有很多种，如热极化法、电晕极化法、电子束辐照充电法等。不同的极化方法都可获得具有良好铁电性能的PVDF薄膜。热极化法对电介质施加电场，使体内偶极电荷沿电场取向，是常用于PVDF薄膜极化的一种方法，电晕极化法则是通过电晕放电向聚合物的自由面直接注入电荷，达到极化取向的目的；中国专利文献公开号为CN107955196A的专利技术专利公开了一种用于提高β晶相含量的PVDF
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HFP/GO复合薄膜制备方法，涉及在PVDF
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HFP/Graphene oxide复合薄膜中提高β晶相含量的复合薄膜的制备方法，其目的在于提供一种提高PVDF
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HFP压电复合薄膜β晶相含量方法，解决单一PVDF
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HFP复合薄膜结晶度不高，β晶相含量低的问题。PVDF
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HFP/Graphene oxide复合薄膜由压电材料PVDF
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HFP、氧化石墨烯材料通过刮膜工艺制备出复合薄膜。该方法不但成膜简单便捷，同时成本低廉。制备方法包括以下步骤：平板玻璃的清洗；配置PVDF
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HFP压电材料和氧化石墨烯材料混合前驱液；真空脱泡；通过刮膜工艺将压电复合薄膜生长在平板玻璃基片上；将压电复合薄膜进行拉伸极化，上述工艺实现了将压电薄膜与平板玻璃基片的刮膜在拉伸工艺，在由于刮膜时的压合强度较低，容易影响到压电薄膜后续的整体强度，且导致内部晶体的生长方向不可控，影响到后续退火以及极化工艺的处理，不能很好的满足加工处理需要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于：为了解决由于刮膜时的压合强度较低，容易影响到压电薄膜后续的整体强度，且导致内部晶体的生长方向不可控，影响到后续退火以及极化工艺的处理，不能很好的满足加工处理需要的问题，而提出的一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉
伸工艺。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺，包括以下步骤：S101、基膜制备，通过对预处理后的PVDF原料颗粒置入混合釜内，负压加入机筒进行熔融，控制机筒区间温度和混合转速后，等待充分加热将PVDF原料熔化，将熔化后的PVDF原料液经过滤留置备用；S102、将PVDF原料液送入薄膜流延机模具内，通过将PVDF原料液均匀涂布在流延辊上，通过流延机的风刀风力作用下缓慢降温至低温状态后，通过两侧静电锁边和辊速控制对表面流延产生的PVDF原料薄膜进行预拉伸处理后，去除流延产生的应力；S103、预拉伸，将预拉伸处理的PVDF原料薄膜在未完全固化前通过对压辊进行压制，使得薄膜形成较强的预拉伸力；S104、PVDF基膜的预处理，将PVDF基膜进行杂质处理后，通过在氮气保护下加压干燥和冷却定型作用下使PVDF基膜固化形成预拉伸状态后，准备拉伸处理；S105、拉伸处理，将预拉伸状态的PVDF基膜置入薄膜单向拉伸机的拉伸夹具中进行加热拉伸，充分拉伸成型至合适工艺条件后，升温固化一定时间后，等待PVDF薄膜固化成PVDF基膜，送至后续极化工艺，加工完成。
[0006]作为上述技术方案的进一步描述：所述流延机的流延辊温度为90
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110℃，风刀空气流速为0.5
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1.0m/s。
[0007]作为上述技术方案的进一步描述：所述S105中PVDF基膜的拉伸具体包括以下步骤：S201、通过拉伸机组充分升温后，对薄膜表面进行纵向的拉伸同时记载薄膜的拉伸力；S202、纵向拉伸时薄膜通过拉伸辊预热，按相对应的拉伸力拉伸，相对应的温度定型。
[0008]作为上述技术方案的进一步描述：所述拉伸速率为30mm/min，热拉程度60%，拉伸温度为105
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115℃，热定型温度为115
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125℃，定温时间5min。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：所述S104中的将PVDF基膜进行杂质处理具体包括以下步骤：通过对PVDF基膜进行空气吹扫去除表面残留杂质，等待PVDF基膜表面吹扫后，置入静电区消除杂质。
[0010]作为上述技术方案的进一步描述：所述拉伸倍率为4
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6倍。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：所述S101中原料预处理包括以下步骤：S401、将原料通过研磨机充分研磨粉碎后，通过氮气保护加压对原料进行干燥去除多余水分；S402、等待水分充分去除后，过目筛得到合适粒径的原料，并且在过目筛后加入真空料釜内存储备用。
[0012]作为上述技术方案的进一步描述：所述过目筛粒径为600
‑
800目。
[0013]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，通过在对原料进行流延制膜过程中对通过预冷却后的原料以及载体的移动进行预拉伸处理，能够有效提高流延薄膜的整体强度，并且能够通过在最终拉伸之前通过压辊的压制提高薄膜的预应力，避免薄膜拉伸过程中因流延制备的强度较低影响到拉伸效果，有效提高拉伸强度以及拉伸后的薄膜性能稳定性，满足后续的退火极化需要的工艺强度，满足使用需要。
[0014]2、本专利技术中，通过控制拉伸速率、热拉程度以及拉伸温度和定型温度，从而能够实现对拉伸强度的有力控制，有效避免提高对工艺流程的控制精度，满足规模化生产需要。
[0015]3、本专利技术中，通过对原料的处理过筛，能够降低加工过程中产生的杂质，并通过在加工过程中制得基膜的预处理除杂，减少拉伸过程中杂质缺陷位置强度过低导致薄膜表面开裂给后续退火极化产生的影响，从而能够提高PVDF基膜制备的安全性和稳定性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术提出的一种PVDF压电薄膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺，其特征在于，包括以下步骤：S101、基膜制备，通过对预处理后的PVDF原料颗粒置入混合釜内，负压加入机筒进行熔融，控制机筒区间温度和混合转速后，等待充分加热将PVDF原料熔化，将熔化后的PVDF原料液经过滤留置备用；S102、将PVDF原料液送入薄膜流延机模具内，通过将PVDF原料液均匀涂布在流延辊上，通过流延机的风刀风力作用下缓慢降温至低温状态后，通过两侧静电锁边和辊速控制对表面流延产生的PVDF原料薄膜进行预拉伸处理后，去除流延产生的应力；S103、预拉伸，将预拉伸处理的PVDF原料薄膜在未完全固化前通过对压辊进行压制，使得薄膜形成较强的预拉伸力；S104、PVDF基膜的预处理，将PVDF基膜进行杂质处理后，通过在氮气保护下加压干燥和冷却定型作用下使PVDF基膜固化形成预拉伸状态后，准备拉伸处理；S105、拉伸处理，将预拉伸状态的PVDF基膜置入薄膜单向拉伸机的拉伸夹具中进行加热拉伸，充分拉伸成型至合适工艺条件后，升温固化一定时间后，等待PVDF薄膜固化成PVDF基膜，送至后续极化工艺，加工完成。2.根据权利要求1所述的一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺，其特征在于，所述流延机的流延辊温度为90
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110℃，风刀空气流速为0.5
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1.2m/s。3.根据权利要求1所述的一种PVDF压电薄膜性能稳定性高的拉伸工艺，其特征在于，所述S105中PV...

【专利技术属性】
技术研发人员：管涛，管建国，胡志军，
申请(专利权)人：三三智能科技日照有限公司，
类型：发明
国别省市：