【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合柔性压电材料相关，更具体地，涉及一种压电聚合物膜材、其制备方法及压电传感器。
技术介绍
1、压电材料是一类在外界机械应力作用下能够产生电信号，或在施加电场下产生机械应变的功能材料。聚偏氟乙烯（pvdf）基铁电聚合物材料因其优异压电性能、机械柔韧性以及良好化学稳定性在传感器、智能电子、医疗器械、能源收集等领域具有广泛应用。然而，其压电系数（ d33）受高温环境影响变化显著，极大的限制了其更进一步的应用与发展。
2、聚偏氟乙烯的压电性主要来源于其通过机械拉伸得到的极性 β相晶体结构，但这种通过机械加工得到的 β相热稳定性差，在较高温度（＞80 °c）下转变为无极性 α相，导致 d33急剧下降，严重限制了聚偏氟乙烯压电材料在高温环境中应用。为了解决这一问题，研究者通过引入的缺陷（如三氟乙烯（trfe），四氟乙烯（tfe））进行分子共聚的方法，获得不需要机械拉伸且稳定的 β相。然而，这种共聚手段会破坏pvdf结晶且trfe和tfe极性弱于偏氟乙烯（vdf），导致共聚产物的 d33低于pvdf均聚物。另外，随着引入缺陷含量的增加，材料居里温度显著下降，也会导致压电热稳定性能变差。
3、因此，目前亟需开发具备耐高温的压电聚合物材料及其制备方法，用以满足智能电子、能
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种压电聚合物膜材、其制备方法及压电传感器，用于解决现有聚偏氟乙烯（pvdf）基铁电聚合物材料在高温环境下压电系数（ d33）衰减严重，从而限制应用的问题。
2、为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种压电聚合物膜材的制备方法，包括：
3、s1，选取聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物与聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物，将聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物与聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物分别溶解于有机溶剂中，获取两种聚合物溶液；以下出现的聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物指的是不具有弛豫性能的聚偏氟乙烯基铁电聚合物；
4、s2，将两种聚合物溶液共混并搅拌，获取混合溶液；
5、s3，将混合溶液倒入模具中，烘干溶剂，制得耐高温压电聚合物膜材。
6、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为：
7、聚偏氟乙烯-四氟乙烯，其中四氟乙烯的含量为5 mol%~35 mol%；
8、或者，为聚偏氟乙烯-三氟乙烯，其中三氟乙烯的含量为5 mol%~35 mol%。
9、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯，其中三氟乙烯的含量为15 mol%~25 mol%。
10、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为：
11、聚偏氟乙烯-三氟乙烯，其中三氟乙烯的含量为45 mol%~75 mol%；
12、或者，为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯，其中三氟乙烯的含量为30 mol%~75mol%，氟氯乙烯的含量为3.5 mol%~15 mol%；
13、或者，为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯，其中三氟乙烯的含量为30 mol%~75mol%，三氟氯乙烯的含量为3.5 mol%~15 mol%。
14、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯，其中三氟乙烯的含量为30 mol%~40 mol%，氟氯乙烯（cfe）的含量为5mol%~7 mol%。
15、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基乙基酮或者环己酮；两种聚合物溶液的浓度分别为10 mg/ml~1000 mg/ml。
16、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，s2中两种聚合物溶液共混时所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物与所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物的质量比为100：1~100：30。
17、根据本专利技术提供的压电聚合物膜材的制备方法，s1中获取聚合物溶液所用的搅拌时间为6 h~24 h，温度为25 °c ~75°c；
18、s2中获取混合溶液所用的搅拌时间为12 h~48 h，温度为25 °c ~75 °c；
19、s3中烘干溶剂的烘干时间为12 h~24 h，烘干温度为60 °c~130 °c。
20、按照本专利技术的第二方面，提供了一种压电聚合物膜材，通过上述任一项所述的压电聚合物膜材的制备方法制备。
21、按照本专利技术的第三方面，提供了一种压电传感器，包括上述压电聚合物膜材。
22、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的压电聚合物膜材、其制备方法及压电传感器：
23、1. 提出利用聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物，通过物理共混改性提升聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物的耐高温性能，具体通过将弛豫铁电聚合物的柔性分子链均匀嵌入铁电聚合物晶体结构，利用弛豫铁电聚合物其低晶格刚度和高动态性的特点，有效改善了聚偏氟乙烯基材料的晶体缺陷分布，显著提升共混膜材的压电系数（ d33）；同时，通过分子尺度上铁电聚合物与弛豫铁电聚合物分子链间的强耦合作用，进一步优化了共混体系的分子链运动行为，增强了铁电聚合物在高温条件下的抗温度扰动能力，有效缓解高温对极化强度的影响从而提升了压电响应的热稳定性，使制备获取的膜材同时具备优异的压电性能与热稳定性，能够满足各应用领域对压电膜材耐高温性能的需求；
24、2. 采用的溶液物理共混改性制备工艺克服了单一组成聚合物的性能局限，实现了压电性能与热稳定性的平衡；且该制备工艺简单、易于操作，无需复杂设备或昂贵材料，使得该膜材在大规模工业应用中具备更高的可行性；
25、3. 聚偏氟乙烯三氟乙烯（p(vdf-trfe)）经共混改性后， d33由-18.0 pc/n提升至-44.5 pc/n，在100 °c老化120 h后， d33变化率由34%降低至9.8%。
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1.一种压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为：
3.如权利要求2所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯，其中三氟乙烯的含量为15 mol%~25 mol%。
4.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为：
5.如权利要求4所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯，其中三氟乙烯的含量为30 mol%~40mol%，氟氯乙烯（CFE）的含量为5 mol%~7 mol%。
6.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲基乙基酮或者环己酮;两种聚合物溶液的浓度分别为10 mg/mL~1000 mg/mL。
7.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，S1中获取聚合物溶液所用
8.一种压电聚合物膜材，其特征在于，通过上述权利要求1-7中任一项所述的压电聚合物膜材的制备方法制备。
9.一种压电传感器，其特征在于，包括上述权利要求8所述的压电聚合物膜材。
...【技术特征摘要】
1.一种压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为：
3.如权利要求2所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基非弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯，其中三氟乙烯的含量为15 mol%~25 mol%。
4.如权利要求1所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为：
5.如权利要求4所述的压电聚合物膜材的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯基弛豫铁电聚合物为聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氟氯乙烯，其中三氟乙烯的含量为30 mol%~40...
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