杜轲媛 高 强 张成蛟 许鹏俊

1. 南通大学纺织服装学院，江苏 南通 226019；

2. 闽江学院现代服装技术协同创新中心，福建 福州 350108

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种重复单元为CF2CH2的半结晶性高分子聚合物，相对分子质量约为100 000[1]，其因具有优异的压电性能而受到了人们越来越多的关注。在PVDF的5种晶体结构中，β型PVDF的分子链排列取向规整，具有很强的极性，自发极化高达130 mC/m2，且压电性能良好，介电常数在6.0～8.0，压电信号稳定，是制作柔性传感器的主要晶体结构。此外，PVDF的拉伸强度高，韧性良好，抗紫外线和耐老化性能优异，使用寿命长，成本低，具有很好的加工性[2-3]。

近年来，国内外主要将PVDF制备成压电性能优异的薄膜式PVDF传感器，广泛应用于新能源、电子电气、生物医学、土木和机械，以及航空航天等行业。此外，将PVDF与其他材料通过静电纺丝、熔融纺丝等新型纺丝技术制备出多组分纤维，并添加石墨烯等高介电性材料改进其电学性能，可制备出既具有纺织材料的柔性又具有良好电学性能的新型纤维基PVDF传感器。

1 薄膜式PVDF传感器

1.1 新能源行业

由于PVDF能长期耐硫酸溶液腐蚀，且满足阻燃性要求，故被集中用于制作电池部件，如通常将钛酸铅(PbTiO3)、锆钛酸铅[Pb(Zr, Ti)O3]或钛酸钡(BaTiO3)等陶瓷粉末加入到PVDF基体中，制备具有高介电常数的PVDF复合材料[4]。李妍欣[5]将纳米BaTiO3颗粒作为填充物加入到PVDF基体中，再采用熔融冷萃的方法制备PVDF复合材料。研究发现，在BaTiO3外包覆一层二氧化钛(TiO2)，再在外层包覆多巴胺，所得三相结构的PVDF复合材料的击穿场强和介电储能进一步提高，储能密度高达11.0 J/cm3，远高于纯PVDF薄膜的储能密度。……