PL238754B1 - Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych - Google Patents
Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych Download PDFInfo
- Publication number
- PL238754B1 PL238754B1 PL424818A PL42481818A PL238754B1 PL 238754 B1 PL238754 B1 PL 238754B1 PL 424818 A PL424818 A PL 424818A PL 42481818 A PL42481818 A PL 42481818A PL 238754 B1 PL238754 B1 PL 238754B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- piezoelectric
- value
- density
- weight
- voltage
- Prior art date
Links
- -1 polyethylene Polymers 0.000 title claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title claims description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims description 30
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 23
- 229920001179 medium density polyethylene Polymers 0.000 claims description 22
- 239000004701 medium-density polyethylene Substances 0.000 claims description 22
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 19
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 14
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 13
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)-1,2-diphenylethanol Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(NC)C(O)C1=CC=CC=C1 BLDFSDCBQJUWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 8
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920009405 Polyvinylidenefluoride (PVDF) Film Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003850 cellular structure Anatomy 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910002026 crystalline silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229920006262 high density polyethylene film Polymers 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych.
Elementy piezoelektryczne z materiałów ceramicznych, służące między innymi do wytwarzania czujników odkształceń mechanicznych są szeroko stosowane w technice, np. do badania stanu budowli i różnych konstrukcji. Znajdują zastosowanie w elementach automatyki, jak np. wyposażenie manipulatorów przemysłowych, aparatów pomiarowych czy urządzeń diagnostyki ultradźwiękowej. Stosowanie elementów ceramicznych do powyższych zadań jest nieco ograniczone ze względu na niską wytrzymałość mechaniczną.
Zauważono, że niektóre materiały polimerowe wykazują interesujące właściwości dielektryczne oraz takie, jak elastyczność, niska gęstość, wytrzymałość na rozciąganie zginanie, możliwość przyjmowania różnych kształtów, znacznie rozszerzające zakres ich zastosowań w porównaniu do elementów ceramicznych.
Z opisów patentowych US 3931446 oraz US 4241128 znane są sposoby otrzymywania folii PVDF [poli(fluorku winylidenu)] oraz jej modyfikowania pod kątem uzyskania jak najkorzystniejszego efektu piezo- czy piroelektrycznego. W obu przypadkach właściwości piezoelektryczne i piroelektryczne folii uzyskuje się poprzez orientację folii (rozciąganie), podczas której faza α struktury krystalicznej przechodzi w fazę β, a następnie jej polaryzację w polu elektrycznym o dużym natężeniu.
Znany jest z opisu patentowego US 5254296 sposób, w którym folię PVDF po procesie orientowania (rozciągania mechanicznego) polaryzuje się w procesie koronowania.
Z opisu patentowego PL 219473 znana jest folia o właściwościach piezoelektrycznych, wytworzona na bazie folii poliolefinowych (PE) lub polipropylenu (PP) i napełniacza glinokrzemianowego typu montmorylonit o budowie lamelarnej. Wytłoczoną folię o grubości poniżej 100 μm orientuje się jednolub dwuosiowo w zakresie od 2 : 1 do 5 : 1 jednocześnie podgrzewając do temperatury 100-150°C, po czym poddaje się ją polaryzacji w polu elektrycznym o dużym natężeniu.
Z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku P.403327 znany jest sposób wytwarzania kompozytu organiczno-ceramicznego oraz wykonanej z niego folii o właściwościach piezoelektrycznych. Sposób polega na tym, że najpierw do osnowy granulatu polipropylenu (PP) dodaje się w znany sposób (pudrowanie) modyfikator. Następnie ujednorodnia się całą kompozycję do postaci regranulatu, przetwarza się do postaci folii, orientuje się i poddaje polaryzacji. W sposobie tym osnową jest granulat polipropylenu (PP) o budowie regularnej (syndiotaktycznej lub izotaktycznej) i stopniu krystalizacji <60%. Do takiego granulatu dodaje się modyfikator w postaci sproszkowanej mieszanki glinokrzemianowej, w ilości 1-20% masowych. Z ujednorodnionej kompozycji wytłacza się folię o grubości - 100 μm i orientuje się ją jedno- lub dwuosiowo w zakresie od 2 : 1 do 5 : 1, w temperaturze 80 do 100°C. Zorientowaną folię polaryzuje się w polu elektrycznym o natężeniu 50 do 150 V/μm w temperaturze 60 do 100°C. Kompozyt zawiera 80 do 95% mas. polipropylenu (PP) o budowie regularnej i o stopniu wykrystalizowania <60% oraz 5-20% mas. modyfikatora. Modyfikatorem jest mieszanina submikrokrystalicznej krzemionki i kaolinitu płytkowego o wielkości cząstek - 1,5 + 6,0 μm, w której zawartość kaolinitu wynosi 35% mas., zawartość krystalicznej krzemionki SiO2 wynosi 55% mas., a zawartość amorficznej krzemionki SiO2 - 10% mas.
Z literatury fachowej m.in. M. Tang, Z. An, Z. Xia, X. Zhang, J. Electrostal. 2007, 5, 203-208; A. Qaiss, H. Saidi, O. Fassi-Fehri, M. Bousmina, Polym. Eng. Sci. 2012, 52, 2637-2644; Z. An, M. Mao, J. Cang, Y. Zhang, F. Zheng, J. Appl. Phys. 2012, 111, 024111, DOI: 10.1063/1.3679576; H. Gilbert-Tremblay, F. Mighri, D. Rodrigue, J. Cell. Plast. 2012, 48, 341-354; A. Mohebbi, F. Mighri, A. Ajji, D. Rodrigue, Adv. Polym. Tech. 2016, DOI: 10.1002/adv.21686 wynika, że tworzywa semikrystaliczne o strukturze komórkowej charakteryzują się dobrymi właściwościami piezoelektrycznymi.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania folii polietyleniowej (PE) z polietylenu o średniej gęstości (MDPE) lub wysokiej gęstości (HDPE). Nowa kompozycja charakteryzuje się właściwościami piezoelektrycznymi lepszymi od właściwości piezoelektrycznych folii z czystych poliolefin i jest porównywalna z powtarzalnymi właściwościami piezoelektrycznymi folii z poli(fluorku winylidenu) (PVDF).
Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych według wynalazku polega na tym, że granulat polietylenu (PE), średniej gęstości (MDPE) lub dużej gęstości (HDPE) miesza się z mikrokulkami szklanymi uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa,
PL 238 754 B1 które wprowadza się do osnowy polimerowej w ilości 0,1-15,0 części wagowych w stosunku do granulatu polietylenu PE, którą to mieszaninę dozuje się do wytłaczarki ślimakowej i przy użyciu głowicy formującej w znany sposób wytłacza się do postaci wstęgi typu cast, po czym tak uformowaną wstęgę folii poddaje się ponownemu podgrzewaniu do temperatury 105°C, jednoosiowemu rozciąganiu mechanicznemu w stosunku 3 : 1 o stopniu wykrystalizowania folii powyżej 70%, a następnie polaryzacji w stałym polu elektrycznym 100 V/μm w czasie około 1 godz., w temperaturze nie przekraczającej 90°C, następnie folię umieszcza się pomiędzy elektrodami stykowymi i poddaje się naprężeniu (P), w zakresie 0-120 kPa, przy czym w temperaturze otoczenia uzyskuje się wartość napięcia piezoelektrycznego (U) na poziomie 25-40 V, zaś gęstość ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi >300 pC/cm2, natomiast wartość piezoelektrycznego współczynnika ładunku (d33) wynosi 40-60 pC/N, zaś wartość piezoelektrycznego współczynnika napięcia (g33) wynosi 3-4 Vm/N.
Nieoczekiwanie okazało się, że powyższe parametry piezoelektryczne mogą ulec znacznemu podwyższeniu poprzez dodatkową operację wykonaną na próbkach folii, to jest orientowanie - jednoosiowe rozciąganie mechaniczne w stosunku 3 : 1 w ustalonych warunkach i parametrach technologicznych.
Przedmiot wynalazku objaśniają poniższe przykłady realizacji, nie ograniczając ich zakresu, dla których zgromadzono wykresy wartości napięcia U (V) w zależności od czasu przechowywania w temperaturze otoczenia dla próbek kompozytowych MDPE i HDPE z mikrokulkami szklanymi, nieorientowanych (N) i orientowanych (O). Nadto przedmiot wynalazku uwidaczniają wykresy gęstości ładunku piezoelektrycznego q (pC/cm2) w zależności od czasu przechowywania w temperaturze otoczenia dla tych samych próbek kompozytowych. Na Fig. 1 przedstawiono mikrokulki szklane w powiększeniu 25.000 x, na Fig. 2 - zależność napięcia piezoelektrycznego od czasu przechowywania próbek MDPE/mikrokulki szklane, na Fig. 3 - zależność wartości ładunku piezoelektrycznego od czasu przechowywania próbek, na Fig. 4 - zależność wartości napięcia od czasu przechowywania próbek HDPE/mikrokulki szklane, na Fig. 5 - zależność wartości ładunku od czasu przechowywania próbek HDPE/mikrokulki szklane, na Fig. 6 - zależność wartości napięcia i piezoelektrycznego współczynnika napięcia g33 od wartości naprężenia (P), na Fig. 7 - zależność wartości ładunku i piezoelektrycznego współczynnika ładunku (stałej dielektrycznej ) d33 od wartości naprężenia (P).
Przykład I
Granulat polietylenu średniej gęstości (MDPE) w ilości 97,5 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 2,5 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w następujących warunkach: strefy grzewcze wytłaczarki - 225, 235, 235°C, temperatura głowicy płasko-szczelinowej typu cast 245°C o wymiarach 150 χ 0,5 mm, obroty ślimaka wytłaczarki - 75 sec-1. W ten sposób otrzymywano folię MDPE w postaci wstęgi o wymiarach 140 χ 0,120 mm.
Wstęgę folii poddano badaniom właściwości piezoelektrycznych. Aby uzyskać elektret oparty na MDPE, folię poddano polaryzacji w stałym polu elektrycznym 100 V/μm w klimatyzowanej komorze VMT Heraeus - Votsch w temperaturze 85°C. Czas polaryzacji wynosi 1 h. Następnie folia umieszczana jest pomiędzy elektrodami stykowymi i jest poddana naprężeniu (P) 100 kPa.
Tak wytworzoną wstęgę folii podgrzewa się do temperatury 105°C i poddaje się rozciąganiu jednoosiowemu w stosunku 3 : 1, uzyskując zmniejszenie grubości i przewężenie szerokości taśmy. Tak zmodyfikowaną folię poddaje się ponownej procedurze celem określenia wartości napięcia piezoelektrycznego. Folię poddaje się polaryzacji w stałym polu elektrycznym, umieszcza się między elektrodami stykowymi i poddaje się naprężeniu w warunkach jak powyżej.
Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi 25 V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi ~400 pC/cm2 (Fig. 3).
Przykład II
Granulat polietylenu średniej gęstości (MDPE) w ilości 95,0 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 5,0 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w warunkach technologicznych identycznych jak w przykładzie I.
Dalsze procedury związane z pomiarem parametrów piezoelektrycznych to jest napięcia i gęstości ładunku, jak również modyfikacją elektryczno-mechaniczną są takie same jak w przykładzie I. Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi
PL 238 754 B1
V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi ~600 pC/cm2 (Fig. 3), natomiast wartość piezoelektrycznego współczynnika ładunku, tj. stałej dielektrycznej (d33) wynosi 60 pC/N, zaś wartość piezoelektrycznego współczynnika napięcia (g33) wynosi 4 Vm/N (Fig. 6 i Fig. 7).
Przykład III
Granulat polietylenu średniej gęstości (MDPE) w ilości 90,0 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 10,0 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w warunkach technologicznych identycznych jak w przykładzie I.
Dalsze procedury związane z pomiarem parametrów piezoelektrycznych to jest napięcia i gęstości ładunku jak również modyfikacją elektryczno-mechaniczną są takie same jak w przykładzie I. Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi 25 V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi 300 pC/cm2 (Fig. 3).
Jak widać z Fig. 2 i 3 próbki orientowane (O) stabilizują się po ok. 5 dniach. Podobnie zachowują się próbki nieorientowane (N) z zawartością 2,5 i 5,0 części wagowych, jednakże piezoelektryczność próbki z 10 częściami wagowymi napełniacza stale spada.
Najwyższe wartości napięcia i ładunku piezoelektrycznego wykazuje kompozycja MDPE z 5,0 częściami wagowymi napełniacza. Wartości obu parametrów są blisko dwukrotnie lepsze niż w przypadku kompozycji z 2,5 i 10,0 częściami wagowymi zawartości napełniacza w matrycy MDPE.
Należy podkreślić, że próbka folii MDPE z 10 części wagowych napełniacza nie daje się polaryzować ze względu na mikro-nieciągłości w materiale tak zwane przebicia.
Przykład IV
Granulat polietylenu dużej gęstości (HDPE) w ilości 97,5 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 2,5 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w warunkach technologicznych identycznych jak w przykładzie I.
Dalsze procedury związane z pomiarem parametrów piezoelektrycznych to jest napięcia i gęstości ładunku jak również modyfikacją elektryczno-mechaniczną są takie same jak w przykładzie I. Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi 25 V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi ~400 pC/cm2 (Fig. 3).
Przykład V
Granulat polietylenu dużej gęstości (HDPE) w ilości 95,0 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 5,0 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w warunkach technologicznych identycznych jak w przykładzie I.
Dalsze procedury związane z pomiarem parametrów piezoelektrycznych to jest napięcia i gęstości ładunku jak również modyfikacją elektryczno-mechaniczną są takie same jak w przykładzie I. Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi 35 V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi ~ 600pC/cm2 (Fig. 3), natomiast wartość piezoelektrycznego współczynnika ładunku, tj. stałej dielektrycznej (d33), wynosi 40 pC/N, zaś wartość piezoelektrycznego współczynnika napięcia (g33) wynosi 3 Vm/N (Fig. 6 i Fig. 7).
Przykład VI
Granulat polietylenu dużej gęstości (HDPE) w ilości 90,0 części wagowych wymieszany z uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa mikrokulkami szklanymi w ilości 10,0 części wagowych wprowadza się do wytłaczarki jednoślimakowej w warunkach technologicznych identycznych jak w przykładzie I.
Dalsze procedury związane z pomiarem parametrów piezoelektrycznych to jest napięcia i gęstości ładunku jak również modyfikacją elektryczno-mechaniczną są takie same jak w przykładzie I. Wartość napięcia piezoelektrycznego (U) mierzona w czasie (t) 40-50 dób w temperaturze otoczenia wynosi 25 V (Fig. 2), zaś wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi 300 pC/cm2 (Fig. 3).
Na Fig. 4 przedstawiono wartości napięcia piezoelektrycznego (U) dla kompozycji HDPE/mikrokulki szklane, mierzoną w czasie (t) 80-110 dób w temperaturze otoczenia, która po stabilizacji wynosi
PL 238 754 Β1
V dla nieorientowanych próbek folii i powyżej 25 V dla próbek orientowanych, zaś ustabilizowana wartość gęstości ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi 200 pC/cm2 (Fig. 5) dla próbek nieorientowanych i ponad 400 pC/cm2 dla orientowanych próbek folii.
Orientowane próbki folii wykazują blisko dwukrotnie wyższe wartości napięcia i ładunku piezoelektrycznego w czasie niż próbki nieorientowane. Kompozycje foliowe z 5,0 i 10,0 częściami wagowymi zawartości napełniacza w postaci mikrokulek szklanych wykazują bardziej stabilne zachowanie się ww. właściwości niż próbki z zawartością 2,5 części wagowych tego napełniacza. Należy także podkreślić, że w długim okresie czasu, obejmującym ok. 110-120 dób w przypadku kompozycji HDPE/mikrokulki szklane wartości obu parametrów stabilizują się, co jest bardzo korzystne z punktu widzenia aplikacyjnego prezentowanych kompozycji.
W obu przypadkach kompozycje o zawartości 5 części wagowych napełniacza w osnowie polimerowej wykazują najbardziej obiecujące wyniki właściwości piezoelektrycznych.
Poniżej, odpowiednio na Fig. 6 i 7 przedstawiono porównanie wartości współczynników modułów piezoelektrycznych: wartości piezoelektrycznego współczynnika napięcia gss i wartości piezoelektrycznego współczynnika ładunku dss dla reprezentatywnych kompozycji foliowych MDPE/mikrokulki szklane i HDPE/mikrokulki szklane o zawartości 5 części wagowych napełniacza, nieorientowanych i orientowanych w zależności od wartości przyłożonego naprężenia.
Obecność napełniacza w osnowie ww. polimerów oraz orientowanie mechaniczne powodują wzrost krystaliczności prezentowanych kompozycji foliowych w porównaniu do czystych, nieorientowanych folii, co pokazuje wyraźnie poniższa tabela, która przedstawia wyniki badań XRD folii MDPE i HDPE oraz ich kompozycji z dodatkiem 5 części wagowych mikrokulek szklanych.
Tabela
| Tworzywo foliowe | Stopień krystaliczności % |
| Nieorientowane (N) | |
| MDPE | 52,2 |
| MDPE + 5 cz, wag. mikrokulek szklanych | 43,6 |
| HDPE | 57,4 |
| HDPE + 5 cz. wag. mikrokulek szklanych | 56,6 |
| Orientowanie (O) 3:1 | |
| MDPE | 75,4 |
| MDPE + 5 cz. wag. mikrokulek szklanych | 77,3 |
| HDPE | 71,3 |
| HDPE + 5 cz. wag. mikrokulek szklanych | 80,7 |
Wynalazek został objaśniony za pomocą wybranych przykładów realizacji. Możliwe są jego dalsze modyfikacje, nie ograniczające się do zawartej istoty ujawnionej w opisie wynalazku.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych, znamienny tym, że granulat polietylenu (PE), średniej gęstości (MDPE) lub dużej gęstości (HDPE) miesza się z mikrokulkami szklanymi uprzednio wysuszonymi w temperaturze 100°C przez okres 30 min o średnim rozkładzie wielkości mikrokulek wynoszącym 5-6 μm, twardości 5-6 według skali Mohsa, które wprowadza się do osnowy polimerowej w ilości 0,1-15,0 części wagowych w stosunku do granulatu polietylenu PE, którą to mieszaninę dozuje się do wytłaczarki ślimakowej i przy użyciu głowicy formującej w znany sposób wytłacza się do postaci wstęgi typu cast, po czym tak uformowaną wstęgę folii poddaje się ponownemu podgrzewaniu do temperatury 105°C, jednoosiowemu rozciąganiu mechanicznemu w stosunku 3 : 1 o stopniu wykrystalizowania folii powyżej 70%, a następnie polaryzacji w stałym polu elektrycznym 100 V/μm w czasie około 1 godziny w temperaturze nie przekraczającej 90°C, następnie folię umieszcza się pomiędzy elektrodami stykowymi i poddaje się naprężeniu (P), w zakresie 0-120 kPa, przy czym w temperaturze otoczenia uzyskuje się wartość napięcia piezoelektrycznego (U) na poziomie 25-40 V, zaś gęstość ładunku piezoelektrycznego (q) wynosi >300 pC/cm2, natomiast wartość piezoelektrycznego współczynnika ładunku (d33) wynosi 40-60 pC/N, zaś wartość piezoelektrycznego współczynnika napięcia (g33) wynosi 3-4 Vm/N.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424818A PL238754B1 (pl) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424818A PL238754B1 (pl) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424818A1 PL424818A1 (pl) | 2019-09-23 |
| PL238754B1 true PL238754B1 (pl) | 2021-10-04 |
Family
ID=67979631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424818A PL238754B1 (pl) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238754B1 (pl) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2330648A1 (de) * | 2009-12-04 | 2011-06-08 | Bayer MaterialScience AG | Piezoelektrisches Polymerfilmelement, insbesondere Polymerfolie und Verfahren zu dessen Herstellung |
| PL219473B1 (pl) * | 2012-07-05 | 2015-04-30 | Inst Inżynierii Materiałów Polimerowych I Barwników | Folia polimerowa o właściwościach piezoelektrycznych |
| PL231393B1 (pl) * | 2013-03-27 | 2019-02-28 | Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow | Sposób wytwarzania folii kompozytowej organiczno-ceramicznej o właściwościach piezoelektrycznych oraz folia kompozytowa organiczno-ceramiczna o właściwościach piezoelektrycznych |
-
2018
- 2018-03-09 PL PL424818A patent/PL238754B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424818A1 (pl) | 2019-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guerin et al. | Racemic amino acid piezoelectric transducer | |
| DE19983047B4 (de) | Mikroporöse Polyolefinmembran | |
| Ohigashi | Piezoelectric polymers–materials and manufacture | |
| US12256640B2 (en) | Lead-free piezo composites and methods of making thereof | |
| Bae et al. | A new approach to fabricate poly (vinylidene fluoride-trifluoroethylene) fibers using a torsion-stretching method and characterization of their piezoelectric properties | |
| Ma et al. | Understanding crystal orientation in quasi-one-dimensional polymer systems | |
| Fathollahzadeh et al. | Enhanced piezoelectric response of PVDF by incorporating of BaTiO3 nanoparticles and surface treatment | |
| Newman et al. | Effect of water content on the piezoelectric properties of nylon 11 and nylon 7 | |
| PL238754B1 (pl) | Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych | |
| Osaki et al. | Electrical properties of form III poly (vinylidene fluoride) | |
| PT103318A (pt) | Filmes não porosos na fase beta de poli(fluoreto de vinilideno) (pvdf) e método para o seu processamento | |
| US11563165B2 (en) | Piezoelectric device comprising an amino acid crystal | |
| EP3778724B1 (en) | Molded article | |
| Ma et al. | Melt recrystallization behavior of carbon-coated melt-drawn oriented isotactic polypropylene thin films | |
| Lee et al. | Structure development of PVDF/PMMA/TiO2 composite film with casting conditions | |
| PL235140B1 (pl) | Sposób wytwarzania folii polietylenowej o właściwościach piezoelektrycznych | |
| Ma et al. | Influences of melt-draw ratio and annealing on the crystalline structure and orientation of poly (4-methyl-1-pentene) casting films | |
| Ding et al. | Investigation of deformation and pore formation in isotactic polypropylene containing active nano‐CaCO3 | |
| Matsuo et al. | Temperature dependence of the morphology and mechanical properties of poly (vinyl alcohol) drawn films prepared by gelation/crystallization from solutions by X-ray and solid state 13C NMR | |
| PL231393B1 (pl) | Sposób wytwarzania folii kompozytowej organiczno-ceramicznej o właściwościach piezoelektrycznych oraz folia kompozytowa organiczno-ceramiczna o właściwościach piezoelektrycznych | |
| Yamada et al. | Test of ferroelectricity in non-stretched poly (vinylidene fluoride)/clay nanocomposites | |
| Rasoolzadeh et al. | Piezoelectric properties of hot compression molded PVDF/SiC nanocomposites | |
| Takase et al. | Annealing effects of phase I poly (vinylidene fluoride) | |
| Xie et al. | Influence of material characteristics on the structure and properties of high-density polyethylene microporous membranes | |
| Jain et al. | Detailed studies on the formation of piezoelectric β-phase of PVDF at different hot-stretching conditions |