HIGH MODULUS GEL-SPUN PVDF FIBER THIN FILMS

• Main Authors: BOROMAND, Arman, MEI, Hao, LIAO, Christopher Yuan Ting, JOST, Kristy Alana, PETERSON, Jonathan Robert, ELABBASI, Nagi Hosni, CHEN, Jing, OUDERKIRK, Andrew John, YE, Sheng
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 07.09.2023
• Subjects: AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F,C08G; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBONFILAMENTS; CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS,THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; CHEMISTRY; COMPOSITIONS BASED THEREON; ELECTRICITY; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OFARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES ORRIBBONS; METALLURGY; NATURAL OR ARTIFICIAL THREADS OR FIBRES; ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; PERFORMING OPERATIONS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDEDFOR; SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SPINNING; TEXTILES; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; TRANSPORTING; WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE, IN GENERAL; WORKING-UP

Mechanically and piezoelectrically anisotropic polymer fibers may be formed by spinning a polymer solution or gel that includes a high molecular weight crystallizable polymer and a liquid solvent. The solvent may be configured to interact with the polymer to facilitate chain alignment and, in some examples, create a higher crystalline content within the spun fibers. The polymer solution may also include a low molecular weight additive. The high and low molecular weight polymers may each be characterized by a bimodal molecular weight distribution where the molecular weight of the additive is less than the molecular weight of the crystallizable polymer. The polymer(s) and the additive(s) may be independently selected from vinylidene fluoride, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoropropene, vinyl fluoride, etc. The spun fibers may be oriented, annealed, poled, and woven or laminated to form a polymer thin film having a high elastic modulus and a high electromechanical coupling factor. Des fibres polymères mécaniquement et piézoélectriquement anisotropes peuvent être formées par filage d'une solution ou d'un gel polymère qui comprend un polymère cristallisable de poids moléculaire élevé et un solvant liquide. Le solvant peut être conçu pour interagir avec le polymère dans le but de faciliter l'alignement de chaînes et, dans certains exemples, de créer à l'intérieur une teneur plus élevée en cristaux dans les fibres filées. La solution polymère peut également comprendre un additif de faible poids moléculaire. Les polymères de poids moléculaire élevé et de faible poids moléculaire peuvent chacun être caractérisé par une distribution de poids moléculaire bimodale où le poids moléculaire de l'additif est inférieur au poids moléculaire du polymère cristallisable. Ledit polymère et ledit additif peuvent être indépendamment choisis parmi le fluorure de vinylidène, le trifluoroéthylène, le chlorotrifluoroéthylène, l'hexafluoropropène, le fluorure de vinyle, etc. Les fibres filées peuvent être orientées, recuites, polarisées et tissées ou stratifiées pour former un film mince polymère ayant un module élastique élevé et un facteur de couplage électromécanique élevé.