聚偏氟乙烯薄膜的拉伸工艺

 压电薄膜的生产工艺顺序中，拉伸薄膜的工序是第二工序。膜片被拉伸延长变薄的目的，是把PVDF熔融状态结晶得到的a相晶型，变为卢相晶型。《相晶型，它的分子轴处于像弹簧那样螺旋状结构，其偶极子的排列随着分子轴的旋转而改变方向，此时，偶极子的取向是无规则的，则它的极性相互抵消，而使自发极化量值很小。如果把PVDF薄片经按一定方向拉伸后，膜片的a相晶型转变为相晶型，其偶极子的取向排列也基本趋向一致，则增强了压电性。
晶型的鉴别方法，可用红外光谱吸收和X射线的衍射图像方法来确认。
(1)拉伸薄膜用设备
PVDF薄膜的拉伸工作，在专门设计的膜片拉伸设备上进行。拉伸设备很简单：一端是固定夹板，另一端是由丝杠带动的移动夹板。膜片拉伸时，把膜片两端分别固定在移动夹板和固定夹板上，开动电机，通过减速带动丝杠旋转，则移动夹板慢速移动，把膜片拉伸变薄。这个拉伸变薄的倍数，由工艺条件来决定，一般在3~5倍范围内。
膜片的拉伸速度比较慢，平稳水平运行的夹头，由普通电机驱动，通过行星摆线针轮减速箱减速后，用对轮连接使带动移动夹头的丝杠转动，完成丝杠拉动移动夹头的运行传动。
膜片被拉伸的同时，要在膜片的幅宽面上（垂直于拉伸方向）局部加热，加热器为铜质载热体，热源甴电阻加热器提供。
编者使用的薄膜拉伸设备，可拉伸膜片厚度30-2000μm,幅宽100-350mm，拉伸驱动电机功率500W，电阻加热功率200-300W。
(2)拉伸薄膜工艺条件及工作要求
PVDF薄膜拉伸时局部加热温度：60-140℃。
PVDF薄膜拉伸延长倍数：4倍左右。
拉伸夹头运行速度：1-50mm/min。
对薄膜拉伸设备的要求如下。
①拉伸运行夹头应移动速度平稳，工作速度在15-50mm/min范围内可调。较薄的膜片拉伸用较髙速度、厚膜用低速拉伸。
②被拉伸薄膜的局部加热温度要在60℃范围内可调(厚膜用高温、较薄膜用低温工作时加热温度要恒定，温度的上下波动不应大于±2℃.
③铜质加热载体与膜接触加热面应平整光洁，工作运行时始终保持与膜面平行，运行方向与膜被拉伸方向相反。
④被拉伸PVDF薄膜应平整，厚度和宽度尺寸要一致:厚度允差在±5以内，宽度允差为±0.5。膜上不许有杂质、皱折和气泡现象。 
⑤拉伸膜的工作环境应清洁，无灰尘，空气干燥，湿度不大于60%。
⑥膜片被拉伸后的厚度允差为±3μm。厚度小于120μm时为透明膜，大于250μm时为乳白色薄片。
⑦拉伸后的膜片在退火处理之前，始终保持被拉伸状态。所以，每片膜被拉伸后应备有专用支撑杆螺栓，支撑被拉后的膜保持拉伸状态。