本发明涉及压电薄膜材料，尤其涉及一种pvdf基复合膜及其制备方法。
背景技术：
1、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride，简称pvdf)是一种具有优异压电性能的高分子材料，广泛应用于传感器、执行器和能量收集器等领域。与传统的石英晶体和铁电陶瓷相比，pvdf具有低密度、良好的柔性、高机械强度、低介电损耗、声阻抗匹配容易、频响范围宽以及抗化学和油性腐蚀等显著优点。此外，pvdf薄膜还可以加工成大面积和复杂形状，便于各种应用需求。pvdf的储能性能与其晶体结构密切相关。研究表明，只有极性的β晶体(锯齿状)具有较高的压电性。pvdf智能材料的性能主要由优先取向的全反式(tttt)偶极子(即β相构象)决定。然而，pvdf中的β晶相含量通常较低，且难以稳定存在。β晶相含量的不足导致材料的各向异性差、取向极化困难，从而限制了其作为功能材料的应用。此外，β晶相含量不足还导致pvdf制品的亲水性和渗透性较差，这成为pvdf智能材料大规模商品化应用的主要瓶颈。因此，无论是从基础研究的角度还是市场需求的角度来看，提高pvdf中β晶相的含量对解决其加工和使用中的难题具有重要意义。
2、传统的pvdf制备方法难以获得高含量的β相，限制了其压电性能的进一步提升。为了提高pvdf的β相含量，研究者们尝试了多种方法，包括添加一些无机物。然而，这些方法存在一些缺点：在利用聚偏二氟乙烯(pvdf)制作压电薄膜的过程中，添加无机物虽然可以增强其压电性能，但存在一些显著的局限性。首先，无机物与pvdf的相容性通常较差，这可能导致材料的微观结构不均匀，影响传感器的稳定性和可靠性。其次，无机物的添加可能会增加材料的密度和硬度，从而降低pvdf的柔韧性，这对于需要柔性的传感器应用来说是一个缺点。此外，无机物的引入可能会增加生产成本，并且由于无机物的加工和分散过程复杂，对工艺控制的要求较高。环境因素也不容忽视，无机物可能包含有害元素，对环境和人体健康构成潜在风险。无机物的添加可能会影响pvdf的长期耐久性，因为无机填料可能在机械应力或环境因素作用下逐渐从pvdf基体中脱落，导致传感器性能随时间降低。尽管无机物可以短期内提升pvdf的压电性能，但从长远角度考虑看，高成本的合成过程限制了这些材料在大规模工业化生产中的应用，因为它们难以满足成本效益的要求。
3、因此，针对传统方法中无机物添加所带来的缺点，研究者们正在探索更为有效的提升pvdf的β相含量的新途径。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种pvdf基复合膜及其制备方法。
2、为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
3、一方面，本发明提供一种pvdf基复合膜，包括氯代烷烃与聚偏二氟乙烯，所述氯代烷烃与所述聚偏二氟乙烯的质量比为1:1～3。
4、在一些实施例中，所述氯代烷烃包括2,5-二氯-2,5-二甲基己烷、2,5-二氯-2,5-二甲基庚烷、2,5-二氯-2,5-二甲基辛烷或2,5-二氯-2,5-二甲基九烷中的至少一种。
5、另一方面，本发明还提供一种pvdf基复合膜的制备方法，包括以下步骤：
6、s1、分别配置氯代烷烃溶液与聚偏二氟乙烯溶液，并混匀得到混合液，备用；
7、s2、将s1混合液置于基板上，干燥、退火与冷却得到pvdf基复合膜。
8、在一些实施例中，在s1中，所述氯代烷烃溶液采用下述方法制得：将氯代烷烃溶于有机溶剂中，并于60～80℃搅拌2～3h；
9、所述聚偏二氟乙烯溶液采用下述方法制得：将聚偏二氟乙烯粉末溶解于有机溶剂中，并于60～80℃搅拌6～8h。
10、在一些实施例中，所述有机溶剂均为n,n-二甲基甲酰胺。
11、在一些实施例中，在s1中，所述氯代烷烃溶液的浓度为50～150mg/ml，所述聚偏二氟乙烯溶液浓度为150～300mg/ml；
12、进一步，所述氯代烷烃溶液与聚偏二氟乙烯溶液混合时的温度控制在60～80℃，并搅拌1～2h。
13、在一些实施例中，在s2中，所述基板为玻璃板。
14、在一些实施例中，在s2中，所述干燥的温度为60～80℃，时间为2～3h；
15、进一步，所述退火温度为100～120℃，时间为8～10h。
16、再一方面，本发明还一种提高pvdf的β晶相含量的方法，所述方法为：在pvdf中引入氯代烷烃制得所述pvdf基复合膜；其中，所述pvdf与氯代烷烃的质量比为1:1～3。
17、在一些实施例中，一种提高pvdf的β晶相含量的方法，所述方法为：
18、s1、分别配置氯代烷烃溶液与聚偏二氟乙烯溶液，并混匀得到混合液，备用；
19、s2、将s1混合液置于基板上，干燥、退火与冷却制得pvdf基复合膜。
20、本发明的有益效果为：
21、1、本发明采用聚偏二氟乙烯(pvdf)与氯代烷烃为原料，通过高温下加热搅拌混溶，利用氯代烷烃与聚偏二氟乙烯(pvdf)两者分子间相互作用，在非均相界面上诱导含氟聚合物非极性单元向极性相的构像自组装，引入大量小而多的亚纳米极性孔界面有效提升pvdf的β相含量。
22、2、本发明制备出的pvdf基复合膜无需经过传统的极化过程即可展现出高β晶相，从而直接具有优良的压电输出性能。
23、3、通过改善材料的微观结构，本发明的pvdf基复合膜可能具有更好的稳定性和可靠性，这对于长期应用至关重要。
24、4、此外，由于制备过程的简化和成本的降低，这种薄膜更易于实现规模化生产，满足工业应用的大规模需求。同时避免无机物带来的相容性差、密度增加、柔韧性下降等问题。
25、5、本发明制得的pvdf基复合膜在1hz的激振频率，5n的作用力下测试，尺寸为1.5×1.5cm2的压电性能测试：电压最高达到27.34v。
1.一种pvdf基复合膜，其特征在于，所述复合膜的原料包括氯代烷烃与聚偏二氟乙烯，所述氯代烷烃与所述聚偏二氟乙烯的质量比为1:1～3。
2.根据权利要求1所述的一种pvdf基复合膜，其特征在于，所述氯代烷烃包括2,5-二氯-2,5-二甲基己烷、2,5-二氯-2,5-二甲基庚烷、2,5-二氯-2,5-二甲基辛烷或2,5-二氯-2,5-二甲基九烷中的至少一种。
3.权利要求1或2所述的一种pvdf基复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氯代烷烃溶液采用下述方法制得：将氯代烷烃溶于有机溶剂中，并于60～80℃搅拌2～3h；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂均为n,n-二甲基甲酰胺。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述氯代烷烃溶液的浓度为50～150mg/ml，所述聚偏二氟乙烯溶液浓度为150～300mg/ml；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述基板为玻璃板。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，所述干燥的温度为60～80℃，时间为2～3h；
9.一种提高pvdf的β晶相含量的方法，其特征在于，所述方法为：在pvdf中引入氯代烷烃制得pvdf基复合膜；其中，所述pvdf与氯代烷烃的质量比为1:1～3。
10.根据权利要求9所述的一种提高pvdf的β晶相含量的方法，其特征在于，所述方法为：
