CN115362568A - 包括掺锂-铌酸钾钠的压电聚合物共混物和复合组合物 - Google Patents

包括掺锂-铌酸钾钠的压电聚合物共混物和复合组合物 Download PDF

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Abstract

一种可成型用于柔性和/或薄膜应用的具有压电特性的聚合物复合材料，其中所述聚合物复合材料包括聚合物基体和包埋入聚合物基体的压电陶瓷填料。所述聚合物基体可包括至少两种聚合物：第一聚合物和第二聚合物。第一聚合物可以是氟化聚合物，第二聚合物可以与第一聚合物相容和介电常数可以小于约20。所述压电陶瓷填料可以是掺锂的铌酸钾钠(KNLN)，和可以为所述聚合物复合材料的约40‑70vol％。剩余的30‑60vol％可以为所述聚合物基体，其本身可以为约5‑20wt％的第二聚合物和80‑95wt％的氟化聚合物。

Description

包括掺锂-铌酸钾钠的压电聚合物共混物和复合组合物
相关申请交叉引用
无。
技术领域
本发明主要涉及压电材料。更具体地，本发明涉及具有压电特性的聚合物材料。
背景技术
压电材料是指在材料中积累的电荷与施加到材料上的机械应力之间有确定关系的材料。一些传统的压电材料是无机陶瓷材料(如压电陶瓷材料)，它们很重且很脆。这些无机陶瓷材料需超过500℃的高温处理。其它传统压电材料是压电聚合物，如PVDF和PVDF-TrFE共聚物。与压电陶瓷相比，这些压电聚合物的压电电荷/应变常数d很低。压电电荷/应变常数d是评估压电材料在电场作用下的驱动能力的重要参数，而压电电压常数g则用于测量压电材料的感应能力。无机压电陶瓷具有高的d(d33>150pC/N)，但高的介电常数值限制了其g值(g33<50mV.m/N)。相反，压电聚合物具有较低的d(d33≈13-28pC/N)和较高的g(g33≈200mV-m/N)。所述d33值指的是在方向3(与陶瓷元件被极化的方向平行)上施加的每单位应力的感应极化。所述g33值指的是在方向3(与陶瓷元件被极化的方向平行)上施加的每单位应力的感应电场。需要具有较高d33和g33值的材料。对于被认定为压电材料的材料，d33值要大于约1pC/N。
发明内容
高性能压电材料是医疗保健和生物医学应用以及可穿戴电子设备中的传感器、执行器和能量采集器的理想材料。上述及其它应用需要具有机械柔性的压电材料。本发明的实施方案提供了使用无铅压电陶瓷填料制成的压电复合材料薄膜。压电聚合物复合材料提供如下一种或多种：具有机械柔性的高压电性能、薄膜形成能力、无支撑膜和基材支撑膜、制备压电聚合物复合材料的简单方法和/或低温加工工艺。
一种聚合物复合材料实例包括至少两种聚合物的聚合物基体和包埋入聚合物基体中的压电陶瓷填料。所述聚合物基体可包括氟化聚合物和介电常数小于约20的第二聚合物。第二聚合物的特性会影响基体的介电常数，并影响填料在基体中的分散性，而这又会影响压电聚合物复合材料的介电常数。除介电常数小于20外，第二聚合物还与第一聚合物相容。聚合物的相容性可根据聚合物共混物相对于纯聚合物的转变温度(Tm或Tg)的迁移来确定。当迁移大于2℃时，聚合物可能是相容的。在聚合物基体中，用作与PVDF-TrFE-CFE(当PVDF-TrFE-CFE为氟化聚合物时)相容的第二聚合物的实例包括PVDF-TrFE(其介电常数约为8-10)、PC(其介电常数约为3)和PPO(其介电常数约为2.5)，这些聚合物的介电常数均小于20。在一些实施方案中，在聚合物基体中压电陶瓷填料的加载量可以为约40-70vol％。对于PVDF-TrFE-CFE基聚合物基体来说，压电陶瓷填料的加载量在此范围之外，则为机械脆性的。在一些实施方案中，第二聚合物在聚合物基体中的加载量可以为5-20wt％。对于PVDF-TrFE-CFE基聚合物基体来说，第二聚合物的加载量在此重量范围之外会使压电性能下降。
根据本发明各个方面，制备压电聚合物复合材料可包括将聚合物基体的两种聚合物溶解在溶剂中以形成双聚合物溶液，将压电陶瓷填料添加至双聚合物溶液中以形成悬浮体，并通过浇铸到基材上和干燥溶剂来形成聚合物复合材料薄膜。在加工过程中，压电聚合物复合材料可以进行电极化处理。在一些实施方案中，对复合材料薄膜进行退火处理和/或对复合材料薄膜进行电晕极化处理。此外，在一些实施方案中，可采用熔融加工技术来制备压电复合材料薄膜；压电复合材料薄膜可定制为(0-3)(随机)、(1-3)(结构化)压电复合材料；和/或可以采用其它非原位和原位技术来制备压电复合材料。(0-3)压电聚合物复合材料指的是陶瓷和聚合物组分的连接性。第一个数字对应的是陶瓷组分中的连接性，第二个数字对应的是聚合物中的连接性。复合材料中压电陶瓷颗粒被三维连接的聚合物相包围时具有(0-3)连接性。与(0-3)压电复合材料相比，一些(1-3)压电复合材料可能具有更高的d33值。
根据本发明各个方面，聚合物复合材料可以作为薄膜沉积在基材上，并形成压电设备。在一些实施方案中，聚合物复合材料是在柔性基材上形成的机械柔性薄膜，为制备柔性电子设备的一部分。断裂伸长率值(百分比)可用于表示材料的机械柔性。在一些实施方案中，压电复合材料薄膜的断裂伸长率(百分比)大于25％。此类电子设备可包括压电传感器，所述传感器配置用于产生与用户施加至压电传感器的偏转量成比例的模拟信号。压电传感器可以集成在移动设备中，用于接收控制移动设备的用户输入。在可穿戴医疗设备的一个实施方案中，身体器官的机械振动如心跳可转换为电信号，并通过蓝牙、Wi-Fi或其它信号输送至智能手机或其它计算设备。在使用压电材料的另一实例中，所述材料可被用作转换器来转换输出信号，例如将压电材料配置为扬声器或蜂鸣器来将信号转换为可听声音。在使用压电材料的又一实例中，所述材料可以是透明的，并结合至电子显示屏中以形成触摸屏设备，所述设备可以向用户显示信息，并接收用户通过轻击屏幕对所显示信息的反馈。
根据本发明的一些实施方案，一种压电材料实例包括含有聚合物1/聚合物2/压电填料的三组分压电复合材料，其中聚合物1是PVDF-TrFE-CFE，聚合物2是与PVDF-TrFE-CFE相容的低介电聚合物(介电常数<20)，和压电填料是掺锂的铌酸钾钠(KNLN)。该材料以及本发明的其它材料均可使用介电常数>20和沸点≥80℃的溶剂来制备，其中溶剂的使用可提供高d33和g33组合的压电复合材料薄膜。高沸点和高介电溶剂会有助于填料在基体中的分散，以改善薄膜的压电特性。在复合材料中，压电填料的加载量可大于40vol％。形成的压电复合材料薄膜的d33和g33值可以为d33≈30-70pC/N和g33≈100-300mV-m/N。
根据本发明的一些实施方案，另一种材料实例是具有压电特性的聚合物共混物，其包括至少两种聚合物：第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物包括非压电性的氟化聚合物，和第二聚合物包括非压电性的丙烯酸类聚合物。所述聚合物共混物可包含约5-15wt％的第二聚合物。
根据本发明的实施方案，压电复合材料以及结合这些压电复合材料的设备可以提供相比于商业压电聚合物的成本益处。此外，与商业压电聚合物相比，无铅压电复合材料可溶液处理和更便宜。此外，通过这里所述的制备方法，可以制成尺寸更大的无支撑压电聚合物薄膜。此外，这里所述的压电复合材料薄膜可以制成机械柔性的，因为所述方法能在大约110℃或不超过150℃的低温下形成所需厚度的压电层。在一些已公开的制备技术中，压电复合材料可沉积到基材上，且比接触极化更有效地进行极化。在一些实施方案中，根据应用要求，所需的金属电极图案可在极化后的活性层上进行。
压电填料的实例材料包括任何无铅的陶瓷或单晶材料。压电材料的非限制性实例包括钙钛矿系列的无机化合物。具有钙钛矿结构的压电陶瓷的非限制性实例包括钛酸钡(BaTiO3)、羟基磷灰石、磷灰石、一水硫酸锂、铌酸钾钠、钛酸铋钠、石英、有机材料(例如酒石酸、聚偏二氟乙烯纤维)或它们的组合。在一个优选的实施方案中，压电添加剂是BaTiO3。无铅压电颗粒的粒径可以是200-1000nm或250-350nm或至少为、等于或介于200nm、225nm、250nm、275nm、300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、425nm、450nm、475nm、500nm、525nm、550nm、575nm、600nm、625nm、650nm、675nm、700nm、725nm、750nm、775nm、800nm、825nm、850nm、875nm、900nm、925nm、950nm、975nm和1000nm中的任意两者之间。
聚合物的材料实例包括热固性聚合物、共聚物和/或单体、热塑性聚合物、共聚物和/或单体、或热固性/热塑性聚合物或聚合物共混物。热固性聚合物在加热前可塑并且能形成模具。基体可以由含有热塑性聚合物的组合物制成，也可以包括可以添加到组合物中的其它非热塑性聚合物、添加剂等。热固性聚合物基体被固化或交联，并在温度升高时往往失去变柔韧或可塑的能力。用于制备聚合物薄膜的热固性聚合物的非限制性实例包括环氧树脂、环氧乙烯基酯、醇酸树脂、氨基聚合物(例如聚氨酯、脲醛)、邻苯二甲酸二烯丙酯、酚类聚合物、聚酯、不饱和聚酯树脂、双环戊二烯、聚酰亚胺、硅聚合物、聚氰酸酯的氰酸酯、热固性聚丙烯酸树脂、酚醛塑料、热固性塑料、苯并噁唑或它们的共聚物或共混物。
热塑性聚合物基体在特定温度以上能够变柔韧或可塑，和在特定温度以下能够固化。所述复合材料的聚合物基体可以包括本申请中所讨论的热塑性或热固性聚合物、它们的共聚物和共混物。所述热塑性聚合物的非限制性实例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、PVDF基聚合物、PVDF共聚物(聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(PVDF-TrFE))、PVDF三聚物(聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(PVDF-TrFE-CFE)、聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯)(PVDF-TrFE-CTFE))、奇数尼龙、氰基聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)系列聚合物、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚(1,4-环己基环己烷-1,4-二甲酸酯)(PCCD)、二醇改性的聚对苯二甲酸环己二醇酯(PCTG)、聚苯醚(PPO)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯亚胺或聚醚酰亚胺(PEI)及它们的衍生物、热塑性弹性体(TPE)、对苯二甲酸(TPA)弹性体、聚(环己烷对苯二甲酸二甲酯)(PCT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰胺(PA)、磺化聚砜(PSS)、聚砜的磺酸盐、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEKK)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)聚合物、聚苯硫醚(PPS)、及它们的共聚物或共混物。此外，本领域技术人员已知的其它热塑性聚合物以及后来开发的那些也可用于本发明。所述热塑性聚合物可包含在包括所述聚合物和添加剂的组合物中。所述添加剂的非限制性实例包括偶联剂、抗氧化剂、热稳定剂、流动改性剂、着色剂等或它们的任意组合。在一个优选实例中，使用了聚偏二氟乙烯(PVDF)聚合物、其共聚物或三聚物。所述三聚物可以是聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯)(PVDF-TrFE-CFE)。
用于生产无铅压电复合材料的溶剂实例可以是介电常数≥20和沸点≥80℃的任何溶剂。所述溶剂的非限制性实例包括二甲基乙酰胺(DMAc)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)或它们的组合。在一些实施方案中，所述溶剂是DMAc。所述溶剂的介电常数可以为至少、等于或大于20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80。所述溶剂的沸点可以为至少、等于或高于80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃或210℃。只要符合所述两个标准，介电常数和沸点的各种组合均可使用。
在无压电填料时，一些聚合物复合材料也可具有压电特性。所述材料的实例之一是包含至少两种聚合物的聚合物共混物：第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物包括非压电的氟化聚合物和第二聚合物包括非压电的丙烯酸类聚合物。所述聚合物共混物可包含约5-15wt％、优选为8-12wt％的第二聚合物，和所述聚合物共混物具有压电特性。丙烯酸类聚合物在这些组合物中诱导结晶，导致机械性能改善并建立压电特性。
术语“wt％”、“vol％”或“mol％”分别指代组分的重量、体积或摩尔百分比，基于包括该组分的材料的总重量、总体积或总摩尔计。在一个非限制性实例中，100摩尔材料中10摩尔的组分即为10mol％的组分。
术语“基本上”及其变体被定义为包括10％、5％、1％或0.5％以内的范围。
术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或上述术语的任何变体，当在权利要求书和/或说明书中使用时，包括任何可测量的减少或完全抑制，以达到期望的结果。
术语“有效”，当在权利要求书和/或说明书中使用时，是指足以达到所期望的、预期的或意图的结果。
当与权利要求书或说明书中的术语“包括”、“包含”、“含有”或“具有”一起使用时，不定冠词可意味着“一个”，但也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或一个以上”的含义一致。
术语“包括”(及其任何形式的变体)、“具有”(及其任何形式的变体)、“包含”(及其任何形式的变体)或“含有”(及其任何形式的变体)均为包容的或开放的，不排除额外的、未引述的要素或方法步骤。
本发明的方法可以“包括”整个说明书中公开的特定成分、组分、组合物等、基本由它们组成或由它们组成。
本发明的其它目的、特征和优势将从以下附图、详细描述和实施例中得以清晰地体现。但应理解，这些附图、详细描述和实施例虽然示出了本发明的具体实施方案，但仅为说明性的，而非限制性的。此外，应理解，在本发明的精神和范围内的变化和调整对于本领域技术人员来说将由于该详细描述而变得显而易见。在进一步的实施方案中，特定实施方案的特征可与其它实施方案的特征相结合。例如，一个实施方案的特征可与任何其它实施方案的特征相结合。在进一步的实施方案中，可在本文所述的具体实施方案中增加附加特征。
附图说明
为了更全面的理解，现在参考以下结合附图的描述，其中：
图1给出了根据本发明一些实施方案制备压电聚合物复合材料的方法。
图2给出了根据本发明一些实施方案PVDF-TrFE-CFE:聚合物2的重量比为90:10的压电聚合物共混物的DSC热谱图。
图3给出了根据本发明一些实施方案PVDF-TrFE-CFE:ASA的重量比不同的压电聚合物共混物的DSC热谱图。
图4给出了根据本发明一些实施方案PVDF-TrFE-CFE:聚合物2的重量比为90:10的压电聚合物共混物的应力-应变测量图。
具体实施方式
图1给出了一种制备压电聚合物复合材料的方法。方法100在框图102处开始，其中将两种聚合物溶解在溶剂中，形成聚合物相对溶剂的浓度为至少约12％的双聚合物溶液，例如通过将12g PVDF-TrFE-CFE树脂溶解在100mL溶剂中形成。用于制备压电复合材料的溶液中的聚合物浓度可以是5-20％(wt/v)，或更优选为8-15％(wt/v)，或更优选为10-13％(wt/v)。聚合物浓度低于5％(wt/v)的复合材料可能形成不连续薄膜。聚合物浓度超过20％(wt/v)可能导致难以形成高填料加载量。在一些实施方案中，聚合物浓度低于5％(wt/v)时，可以通过不同的制备技术来获得所需的压电和其它性能。然后，在框图104处，所述方法100继续任选将压电陶瓷填料添加到双聚合物溶液中以形成分散体。在一些实施方案中，例如作为压电材料制备的聚合物共混物，其中不添加压电陶瓷填料。在框图106处，通过浇铸到基材上和干燥溶剂可以形成聚合物复合材料薄膜。在框图108处，对浇铸的压电复合材料薄膜进行电极化处理。所述方法100可在不超过约120℃的温度下进行，从而该制备过程可用于在柔性基材上制备压电复合材料。所述温度可以选择大致为钛酸钡压电陶瓷填料的居里温度和大致为PVDF-TrFE-CFE聚合物基体的熔融温度。在一些实施方案中，在基材上浇铸薄膜后，压电复合材料在惰性气氛(如氮气)中进行退火。尽管已参照图1的框图描述了本发明的实施方案，但应理解本发明的操作并不限于图1所示的特定框图和/或特定框图顺序。因此，本发明的实施方案可以使用不同于图1的各种框图顺序来提供本文所述的功能。
在一些实施方案中，所述压电复合材料可以呈现任意形状或形式。在一些实施方案中，所述压电复合材料为薄膜或片材。在一些实施方案中，所述薄膜或片材的厚度为50-200μm或至少为、等于或介于50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190和200μm中的任意两者之间。
所述压电复合材料的性能包括电和机械性能。所述电性能的非限制性实例可以包括压电常数、介电常数等。所述压电复合材料的d33至少为、等于或介于40pC/N、45pC/N、50pC/N、55pC/N、56pC/N、57pC/N、58pC/N、59pC/N、60pC/N、61pC/N、62pC/N、63pC/N、64pC/N、65pC/N、66pC/N、67pC/N、68pC/N、69pC/N以及70pC/N中的任意两者之间。举例来说，所述压电复合材料的介电常数可以小于、等于或介于120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40和35中的任意两者之间。在一些实施方案中，所述介电常数为90-210。所述无铅压电复合材料的储存模量可以为100-325MPa，或至少为、等于或介于100、125、150、175、200、225、250、275、300和325MPa中的任意两者之间。储存模量可根据ISO6721在室温及1Hz应变0.2％下进行测量。在室温(如25-35℃)下在单轴负荷下，无铅压电复合材料的断裂伸长率可以为30-500％。断裂伸长率可以用标准动态机械分析仪进行测量。
可以形成用于薄膜、片材或涂膜应用的具有压电特性的聚合物复合材料，其中所述聚合物复合材料包括聚合物基体和包埋入聚合物基体的压电陶瓷填料。尽管在一些实施方案中描述了薄膜的实例，但所描述的材料也可用于或适用于片材或涂层。聚合物基体可包括至少两种聚合物：第一聚合物和第二聚合物。第一聚合物可以是氟化聚合物，第二聚合物可与第一聚合物相容和介电常数可以小于约20。所述压电陶瓷填料可以是掺锂的铌酸钾钠(KNLN)，和可以为所述聚合物复合材料的约40-70vol％。剩余的30-60vol％可以为聚合物基体，其本身包含大约2-10wt％的第二聚合物和90-98％的氟化聚合物。所形成的压电复合材料的压电特性可以是压电应变常数为约30-70pC/N和压电电压常数为约100-300mV-m/N。表1给出了使用KNLN陶瓷填料、PVDF-TrFE-CFE作为聚合物1、DMAc作为溶剂以及KNLN加载量为40vol％的实施方案。在一些实例中，表1还给出了不含KNLN颗粒的聚合物共混物。
表1使用PVDF-TrFE-CFE作为聚合物基体中第一聚合物的压电复合材料和共混组合物(例如薄膜或涂层)，其中一些添加了KNLN压电填料
Figure BDA0003877617180000091
实施例1-3通过在DMAc中溶解聚合物2制备。然后加入PVDF-TrFE-CFE并搅拌至完全溶解。溶液的浓度为～12％(w/v)。随后，使用磁力搅拌器在200-250rpm下搅拌，将所需量的KNLN缓慢加入溶液中。搅拌30分钟后，用刮刀在玻璃板上将混合物浇铸成薄膜，然后露天干燥24小时。干燥后，将薄膜从玻璃板上剥离并在氮气环境中退火。表1给出了按照上述程序制备的压电聚合物复合材料的组成。
实施例4-8通过将聚合物2溶解在DMAc中制备。然后加入PVDF-TrFE-CFE并搅拌至完全溶解。溶液的浓度为～12％(w/v)。用刮刀在玻璃板上将该溶液浇铸成薄膜，然后露天干燥24小时。干燥后，将薄膜从玻璃板上剥离并在氮气环境中退火。表1给出了按照上述程序制备的压电聚合物复合材料的组成。
表1中各实施例的压电特性各不相同。比较实施例5、6、7和8，可知实施例5和7在极化时具有压电性，实施例5的d33值高于实施例7。
图2给出了根据本发明一些实施方案PVDF-TrFE-CFE:聚合物2的重量比为90:10的压电聚合物共混物的DSC热谱图。纯PVDF-TrFE-CFE在125℃时显示出单一转变，而在实施例5和7中观察到两个熔融转变。这些组合物的结晶度有明显改善。另一方面，在含有PPO的共混物(如实施例8)中，PVDF-TrFE-CFE的熔融转变几乎保持不变，仅观察到了增宽。
图3给出了根据本发明一些实施方案具有不同PVDF-TrFE-CFE:ASA重量比的压电聚合物共混物的DSC热谱图。图3给出了PVDF-TrFE-CFE/ASA共混比对转变温度的影响。在90/10的PVDF-TRFE-CFE/ASA共混物中，熔融转变的迁移很明显，而在95/5和80/20的共混物中，转变温度几乎无变化。
图4给出了根据本发明一些实施方案PVDF-TrFE-CFE:聚合物2的重量比为90:10的压电聚合物共混物的应力-应变测量图。实施例7的模量比实施例5高。
在90/10的共混比下，PVDF-TrFE-CFE/丙烯酸酯聚合物共混物的熔融转变迁移和结晶度的改善表明共混物中两组分之间具有良好的相容性。诱导结晶增加了共混组合物的压电性。结晶度的增加和PMMA的高模量导致PVDF-TrFE-CFE/PMMA共混物的模量提高。比较实施例1、2和3，可知作为第三组分存在丙烯酸酯聚合物会略微降低d33，但会导致模量提高，特别是PMMA(见表1)，这是由于丙烯酸酯聚合物在PVDF-TrFE-CFE中会诱导结晶。
尽管已详细描述了本申请的实施方案及其优势，但应当理解，在不脱离由所附权利要求书定义的所述实施方案的精神和范围的情况下，在此可进行各种改变、替换和改动。此外，本申请的范围并不局限于说明书中描述的工艺、机器、制备、物质的组合、手段、方法和步骤的特定实施方案。正如本领域的普通技术人员从上述公开中很容易理解的那样，可以利用目前已存在的或以后将要开发的、执行与本文所述的相应实施方案基本相同的功能或实现基本相同结果的工艺、机器、制备、物质的组合、手段、方法或步骤。因此，所附的权利要求书旨在将这些工艺、机器、制备、物质的组合、手段、方法或步骤均纳入其范围内。

Claims (15)

1.一种聚合物复合材料，包括：
聚合物基体，其包括至少两种聚合物：第一聚合物和第二聚合物，其中第一聚合物包括PVDF-TrFE-CFE，和第二聚合物包括为所述聚合物基体5-15wt％的丙烯酸类聚合物；和
包埋入聚合物基体中的压电陶瓷填料，所述压电陶瓷填料包括掺锂的铌酸钾钠(KNLN)。
2.根据权利要求1所述的聚合物复合材料，其中所述压电陶瓷填料占所述聚合物复合材料的约40-70vol％。
3.根据权利要求1-2任一项所述的聚合物复合材料，其中第二聚合物与第一聚合物相容。
4.根据权利要求1-3任一项所述的聚合物复合材料，其中所述聚合物复合材料的聚合物基体包括约10wt％或更多的第二聚合物。
5.根据权利要求1-4任一项所述的聚合物复合材料，其中第二聚合物的介电常数小于约20。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚合物复合材料，还包括连接到所述聚合物复合材料的柔性基材，其中所述聚合物复合材料为机械柔性薄膜。
7.根据权利要求1-6任一项所述的聚合物复合材料，其中所述聚合物复合材料的厚度为50-200μm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的聚合物复合材料，其中第二聚合物包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸丁酯(PBA)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)或丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述的聚合物复合材料，其中所述聚合物复合材料的特征在于压电应变常数为约30-70pC/N和压电电压常数为约100-300mV-m/N。
10.应用权利要求1-9任一项所述的聚合物复合材料制备薄膜的方法。
11.根据权利要求10中所述的方法，其中所述方法包括：
将第一聚合物溶入第二聚合物在溶剂内的溶液中形成双聚合物溶液，其中所述溶剂的特征在于介电常数为至少20和沸点为至少80℃；
将压电陶瓷填料加入所述双聚合物溶液中形成分散体或悬浮体；
通过浇铸和干燥溶剂形成聚合物复合材料薄膜；和
对所述聚合物复合材料薄膜进行电极化处理。
12.根据权利要求11所述的方法，其中将第一聚合物溶入第二聚合物的溶液中形成的双聚合物溶液包含5-20wt/vol％的聚合物，和优选为10-12wt/vol％的聚合物。
13.根据权利要求10-12任一项所述的方法，还包括在惰性气氛中对所述聚合物复合材料薄膜进行退火处理。
14.一种压电传感器，其包括权利要求1-9任一项所述的聚合物复合材料，其中所述压电传感器被配置为产生与用户施加在所述压电传感器上的偏转量成比例的模拟信号，其中所述压电传感器被集成在移动设备中。
15.一种聚合物共混物，包括：
至少两种聚合物：
第一聚合物，其包括非压电性的氟化聚合物；和
第二聚合物，其包括非压电性的丙烯酸类聚合物；
其中所述聚合物共混物包含约5-15wt％的第二聚合物，和其中所述聚合物共混物具有压电特性。
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