泡孔聚合物压电材料的研究进展

马驰^1,2，王连慧^1,2，潘崇祥³，刘紫婷^1,2，王娜¹，史颖²

1. 沈阳化工大学材料科学与工程学院2. 沈阳化工大学高分子产业高端制造研究院3. 广西大学物理科学与工程技术学院

摘 要：压电材料是一种重要的功能材料,可以因机械变形产生电场,也可以因电场作用产生机械变形,这种固有的机-电耦合效应是其内部应力与极化密度分布不均匀造成的,从而实现了机械能和电能之间的相互转换。近年来压电材料发展迅速,已在电子技术、激光技术、超声技术、红外探测技术等方面获得应用。传统的压电材料如压电单晶体、多晶体压电陶瓷等,虽然有较高的压电性,但是仍存在以下问题:（1）材料脆性大;（2）材料所能产生的变形量较小;（3）部分材料中含有氧化铅,在制备、使用以及后续处理过程都可能对环境产生危害等。近年来,随着新材料和新工艺的不断开发及完善,作为一种新型压电材料,泡孔压电聚合物材料的出现为解决传统压电材料存在的问题提供了新的思路。在泡孔聚合物压电材料内部存在大量的泡孔,极化后,正负电荷分别排布在泡孔的上下内表面上,在外界应力场或电场的作用下,泡孔聚合物膜上下表面的感应电荷便会进行有序排列,进而表现出与传统压电材料一样的压电和铁电等行为。这种材料不但具有优良的压电性和柔顺性,而且制备工艺简单高效,因而引起了国内外学者的广泛关注。本文归纳了近年来泡孔聚合物压电材料的研究进展,分别对聚烯烃类、聚酯类、环烯共聚物类以及含氟类泡孔压电材料的制备方法、压电性以及热稳定性等方面进行了总结,并对各类材料所面临的问题及其未来的发展方向进行概述,以期为制备具有高压电系数以及良好热稳定性的泡孔聚合物压电材料提供参考。

关键词：压电聚合物;压电驻极体;微孔结构;压电性;