PVDF/PA1111復合薄膜的晶體特性與鐵電性

劉少兵，程紹娟，王 芳，何茜禪，胡 驥，黃 輝，彭新亞，李東升

(1.洛陽理工學院 材料科學與工程學院，河南 洛陽 471023；2.洛陽理工學院 環境工程與化學學院，河南 洛陽 471023)

聚合物壓電和鐵電材料相比于鐵電陶瓷具有密度低、柔性好、介電擊穿強度高、可裁剪、易于大面積成型等優點，其在傳感器和換能器中應用十分廣泛[1-2]。壓電與鐵電聚合物種類稀少，并且單一鐵電聚合物有諸多不足，如聚偏氟乙烯極化熱穩定性差，并且隨著溫度的升高其鐵電性能迅速下降[3-5]。尼龍11(PA11)因為晶體中氫鍵的作用而在高溫下穩定并且具有很高的鐵電活性，但在常溫下的電活性較低[6]。長碳鏈的奇-奇數尼龍1111是電活性很高的鐵電高分子材料[7]。文獻報道：尼龍1111的剩余極化強度高達40 mC/m2，矯頑電場達55 MV/m。此外，尼龍1111的原材料可以通過石油發酵法得到，因此成本遠低于尼龍11[8]，但同尼龍11一樣，尼龍1111的常溫壓電、鐵電性能仍然較低。

迄今為止，研究最多的鐵電聚合物是聚偏氟乙烯及其共聚物，但是聚偏氟乙烯及其共聚物在應用上存在毒性較大、穩定性價差、價格較高等缺點。要進一步改善聚偏氟乙烯的應用性能，可以采取添加無機鐵電陶瓷、化學改性以及共混改性等三種方法[9-10]。添加無機鐵電陶瓷提高性能明顯，但是降低了聚偏氟乙烯的柔韌性；化學改性的工藝比較復雜，成本較高；共混改性是一種提高聚合物材料性能的有效方法，且簡單易行，成本較低，易于工業化[11-12]。聚偏氟乙烯與尼龍1111共混復合既能降低材料成本又能提高鐵電性能穩定性。……