【编号】2024-62

【题名】聚吡咯改性钛酸钡纳米颗粒/聚偏氟乙烯复合压电薄膜的制备及性能分析

【作者】余兆勇，王诗雯，王莉莉等

【机构】浙江理工大学

【刊名】 浙江理工大学学报（2024年07期）

【文摘】为解决钛酸钡(BT)/聚偏氟乙烯(PVDF)复合材料中两相材料间介电差异较大和BT难极化的问题，先以吡咯(Py)为聚合单体，通过细乳液聚合法制备聚吡咯改性BT(记作BT@PPy)纳米颗粒，然后将此作为纺丝液组分，利用静电纺丝法构筑BT@PPy/PVDF复合压电薄膜；进一步将铜箔电极贴于复合压电薄膜上下表面，制备BT@PPy/PVDF压电纳米发电机。采用FT-IR、TEM和XRD等手段分析BT@PPy纳米颗粒的结构和形貌，测试复合压电薄膜的压电常数和压电纳米发电机的输出电压。结果表明：PPy成功包覆BT纳米颗粒，形成核壳结构；添加质量分数为1％的BT@PPy纳米颗粒填料，静电纺丝所得复合压电薄膜的剩余极化由未改性前的0.125μC/cm² 提升至0.472μC/cm²，压电常数从12pC/N增加到23.2pC/N；所制纳米发电机输出电压从0.2V提升到2.5V，对外部压力感知敏感.聚吡咯对BT纳米颗粒的改性，提升了 BT/PVDF复合压电层中BT的极化程度和压电层的压电常数，从而提高了所制压电纳米发电机的输出电压。研究结果可为制备高压电输出的压电纳米发电机提供有益参考。