一种交替多层结构的压电纤维复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及压电纳米纤维改性材料技术领域，具体涉及一种交替多层结构的压电纤维复合材料及其制备方法。

背景技术

随着可穿戴电子产品的发展和能源危机的挑战，更高效率、可持续的能源设备具有很高的实际应用价值。压电材料根据压电效应能够实现机械能和电能的能量转化。手指的敲击、膝盖弯曲等的人体生物机械能是可穿戴能源设备的理想电源。压电纳米发电机为将人体的生物机械能转化为电能提供了一种新的途径。

聚偏氟乙烯(PVDF)及其共聚物作为典型的压电聚合物具有良好的化学稳定性、良好的柔韧性和生物相容性；它主要具有三种不同的晶型，即α、β、γ相，其中，β相具有最佳的压电响应和最大的单位偶极矩。PVDF及其共聚物的压电性主要与β相的含量有关，一般来讲，β相含量越多，压电性越强。

传统的金属电极的压电传感器存在一些缺陷：刚性强，小型化困难，功能材料与电极容易断开，耐用性差，等等。与传统的压电材料相比，通过静电纺丝技术制备的PVDF-HFP纳米纤维膜具有柔韧性好，重量轻，响应频率宽，疏水透气，安全环保等特点；它是良好的柔性压电材料，但纯的PVDF-HFP膜不能满足特殊的应用要求，如高能量密度，高能量转化效率以及高灵敏度等。众所周知，能量密度U

上式中，ε

引入导电填料以提高聚合物介电常数的方法不可避免地会导致材料的介电损耗的提升和击穿强度的降低，从而降低储能密度，这不是我们希望达到的。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

发明目的

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种高极化、高击穿强度的，同时介电性能、压电性能、储能性能俱佳，并且弹性模量较低的交替多层结构的压电纤维复合材料及其制备方法。

解决方案

为实现上述本发明的目的，本发明提供了以下技术方案。

第一方面，本发明提供了一种压电纤维复合材料，所述压电纤维复合材料为多层复合结构，由压电纤维层与介电弹性体纤维层交替堆叠、并经热压处理制成。

在具体实施方案中，所述压电纤维复合材料的结构按自下而上的顺序依次为：

(压电纤维层-介电弹性体纤维层)n；

其中，n为1-10之间的整数，优选为1-5之间的整数。

在优选的实施方案中，所述压电纤维层由掺杂导电填料的压电聚合物、通过静电纺丝工艺制成；

可选地，所述压电聚合物选自：P(VDF-HFP)、PVDF、PVDF-TrFE、PAN，优选为P(VDF-HFP)；

可选地，所述导电填料选自：MXene、CNT、GO、ILs，优选为MXene；

MXene作为一种新型的二维过渡金属碳化物具有良好的导电性、优异的力学性能；MXene表面具有丰富的羟基(-OH)基团，由于范德华引力的作用，MXene表面的-OH基团可以与压电聚合物P(VDF-HFP)、PVDF、PVDF-TrFE表面的F或H原子之间发生静电吸引，从而形成氢键作用，同时在外电场的作用下形成更多的偶极子，有利于实现P(VDF-HFP)等压电聚合物α相向β相的转变，从而提高这些压电纤维的压电性能。

优选地，所述压电纤维层中，所述导电填料的掺杂量占所述压电聚合物的0.5％-3％(w/w)；

优选地，所述静电纺丝工艺的参数如下：

纺丝距离为14-16cm；纺丝正高压14-17kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.2mm/min-0.4mm/min；纺丝环境湿度为50％-60％。

在优选的实施方案中，所述介电弹性体纤维层由介电弹性体类聚合物、通过静电纺丝工艺制成；

其中，所述介电弹性体类聚合物选自：聚氨酯、聚丙烯酸酯；

优选地，所述静电纺丝工艺参数如下：

纺丝距离为14-16cm；纺丝正高压16-24kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.2mm/min-0.4mm/min；纺丝环境湿度为50％-60％。

作为优选，所述热压处理的温度为25-40℃，热压处理的时间为1-10min，所述热压处理的压力为0.3-1MPa。

第二方面，本发明提供了如上述第一方面所述的压电纤维复合材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)将导电填料加入溶剂I中，超声搅拌至均匀分散，然后，向其中加入压电聚合物，加热搅拌，得到掺杂导电填料的压电聚合物溶液；

2)将步骤1)所得压电聚合物溶液进行静电纺丝，得到第一压电纤维层；

3)将介电弹性体聚合物溶于溶剂II中，加热搅拌，得到介电弹性体聚合物溶液；

4)在步骤2)所得第一压电纤维层上，将步骤3)所得介电弹性体聚合物溶液进行静电纺丝，得到第一介电弹性体纤维层；

5)按照步骤2)、4)的方法，按照压电纤维层、介电弹性体纤维层交替的顺序，自下而上逐层纺丝，制备压电纤维复合结构层；

6)对步骤5)所得压电纤维复合结构层进行热压处理，使相邻的压电纤维层和介电弹性体纤维层紧密结合，制得所述压电纤维复合材料。

作为优选，步骤1)中，所述导电填料选自：MXene、CNT、GO或IL，优选为MXene；

可选地，所述压电聚合物选自：P(VDF-HFP)、PVDF、PVDF-TrFE或PAN，优选为P(VDF-HFP)；

可选地，所述溶剂I为N,N-二甲基甲酰胺和/或丙酮，优选为N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂，进一步优选为体积比为(3～2)：(2～3)的N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂，最优选为体积比为3：2的N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂；

可选地，所述导电填料的用量为所述压电聚合物的用量的0.5％-3％(w/w)；

可选地，所述压电聚合物占所述溶剂I的质量体积百分数(按g/ml计)为20％～25％(w/v)，优选为20％(w/v)；

可选地，所述超声的频率为40kHz，功率为60-100W，超声的时间为0.5-4h。

作为优选，步骤2)中，所述静电纺丝的参数如下：

纺丝距离为14-16cm；纺丝正高压14-17kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.2mm/min-0.4mm/min；纺丝环境湿度为50％-60％；

进一步优选地，所述静电纺丝的参数如下：

纺丝距离为16cm；纺丝正高压16kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.25mm/min；纺丝环境湿度为55％-60％。

作为优选，步骤3)中，所述介电弹性体聚合物选自：聚氨酯、聚丙烯酸酯；

可选地，所述溶剂II为N,N-二甲基甲酰胺和/或四氢呋喃，优选为N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂，进一步优选为体积比为(5～2)：(5～8)的N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂，最优选为体积比为2:8的N,N-二甲基甲酰胺和四氢呋喃的混合溶剂；

优选地，所述介电弹性体聚合物占所述溶剂II的质量体积百分数(按g/ml计)为15％～25％(w/v)，优选为15％。

作为优选，步骤4)中，所述静电纺丝的参数如下：

纺丝距离为14-16cm；纺丝正高压16-24kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.2mm/min-0.4mm/min；纺丝环境湿度50％-60％；

进一步优选地，所述静电纺丝的参数如下：

纺丝距离为16cm；纺丝正高压16kV，负高压2kV；纺丝推注速度为0.25mm/min；纺丝环境湿度为55％。

在可行的实施方案中，步骤5)所得压电纤维复合结构层的总层数为2层、4层、6层、8层或10层。

作为优选，步骤6)中，所述热压处理的温度为25-40℃，热压处理的时间为1-10min，所述热压处理的压力为0.3-1MPa。

有益效果

1)一种电介质很难同时实现高极化和高击穿强度的共存，而某种压电聚合物的改进往往需要比较大的代价，本发明通过构筑压电纤维层与介电弹性体层交替堆叠的多层结构，将两种电介质的优势结合起来，在有限的成本下，实现了高击穿强度、高极化水平并存的技术效果，为开发高灵敏度和高储能性能的柔性传感器及压电纳米发电机提供了新策略。

2)在本发明的优选实施方案中，通过向压电纤维中掺入导电填料MXene，利用MXene表面丰富的羟基(-OH)基团与压电聚合物P(VDF-HFP)、PVDF、PVDF-TrFE表面的F或H原子之间发生静电吸引，从而形成氢键作用，并且在外电场的作用下形成偶极子，实现P(VDF-HFP)等压电聚合物α相向β相的转变，从而提高其压电性能及介电性能。

3)添加了MXene等填料的压电纤维具有增强的介电常数且没有引起损耗的明显增加，多层结构的两种不同电介质的压电纤维使得实现了高的击穿强度和极化水平，更重要的是储能效率有所提升，高的储能效率和低损耗有利于压电纳米发电机长期稳定的高效运行。多层结构的压电纳米纤维为开发高灵敏度和高储能性能的压电纳米发电机提供了一种新策略。

本发明可能的机理在于：合理的设计多层结构可以调节电场分布来提高击穿场强，抑制介电损耗，从而获得更高的能量密度；此外，多层结构层与层之间的宏观界面也能抑制击穿路径的增强；通过将聚氨酯(作为绝缘层)与PVDF-HFP压电功能层以逐层电纺的方式相结合的多层结构可抑制电荷注入，降低介电损耗，并结合了PVDF-HFP功能层高介电常数和聚氨酯层高击穿强度的特性，因而综合提升了复合纤维的储能性能。另外，聚氨酯还具有优异的力学性能，它与PVDF-HFP层的紧密结合提高了复合纤维的伸长率并降低了复合纤维的弹性模量，使得复合纤维具有更好的柔韧性，有利于其作为可穿戴的柔性压电传感器的实际应用。

简言之，根据本发明的多层结构压电纤维复合材料不但具有优异的压电性能、介电性能，还实现了高击穿强度、高极化水平并存的技术效果，从而提高了压电纤维材料的灵敏度和储能密度；此外，本发明的压电纤维复合材料还具有优异的力学性能。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

图1为本发明对比例1～4的FT-IR谱图；其中，横坐标为波长，纵坐标为透过率。

图2为本发明对比例1～4的介电常数和介电损耗图像；其中，图2a显示对比例1～4在10

图3为本发明实施例1～8和对比例1～4的力学性能对比图；其中，图3a显示对比例1，实施例1,和实施例5的力学性能，图3b显示对比例2，实施例2和实施例6的力学性能，图3c显示对比例3，实施例3和实施例7的力学性能，图3d显示对比例4，实施例4和实施例8的力学性能；它们的横坐标为应变，纵坐标为应力。

图4是本发明实施例1～8和对比例1～4的铁电曲线图；其中，图4a显示对比例1～4的铁电曲线图，图4b显示实施例1～4的铁电曲线图，图4c显示实施例5～8的铁电曲线图；它们的横坐标为击穿强度，纵坐标为电位移。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

以下实施例中，所用原料均可商购获得；其中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯购自Sigma-Aldrich公司，平均分子量为400000；热塑性聚氨酯(TPU)，1185A 10FHF抗菌剂购自德国巴斯夫；钛碳化铝(MAX 400目)购自北京华威锐科化工有限公司；而MXene则由实验室自行制备。

MXene的制备方法如下：

在聚四氟乙烯容器中搅拌2g LiF和40mL 9M HCl 30min；随后，在35℃下缓慢添加2g Ti

实施例1

本实施例中，通过下述步骤，制备本发明的压电纤维复合材料：

(1)将2g P(VDF-HFP)颗粒溶于6mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和4mL的丙酮(Ac)的混合溶剂中，40℃温度下磁搅12h使其完全溶解，得到P(VDF-HFP)纺丝前躯体溶液；

(2)将步骤(1)所得P(VDF-HFP)纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备第一压电纤维层，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％；

(3)将1.5g TPU颗粒溶于2mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和8mL的四氢呋喃(THF)的混合溶剂中，40℃温度下磁搅12h使其完全溶解，得到TPU纺丝前躯体溶液；

(4)在步骤(2)所制备的第一压电纤维层的基体上，将步骤(3)所得TPU纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备第一聚氨酯纤维层，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％；

(5)通过上述逐层电纺，得到具有双层结构的压电纳米纤维复合层，然后将其置于热压机上40℃、0.3MPa下热压20min，使得压电纤维层和聚氨酯纤维层紧密贴合，得到本发明的压电纤维复合材料。

实施例2

本实施例中，通过下述步骤，制备本发明的压电纤维复合材料：

(1)将0.02g MXene粉末(MXene用量为P(VDF-HFP)的1wt％)添加到6mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和4mL的丙酮(Ac)的混合溶剂中，40kHz、100W超声1小时后搅拌1小时，使其完全分散均匀；然后，将2g P(VDF-HFP)颗粒溶于上述混合溶液中，40℃温度下磁搅12h，使其完全溶解，得到P(VDF-HFP)/MXene纺丝前躯体溶液；

(2)将步骤(1)所得P(VDF-HFP)/MXene纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备第一压电纤维层，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％；

(3)将1.5g TPU颗粒溶于2mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和8mL的四氢呋喃(THF)的混合溶剂中，40℃温度下磁搅12h，使其完全溶解，得到TPU纺丝前躯体溶液；

(4)在步骤(2)所制备的第一压电纤维层的基体上，将步骤(3)所得TPU纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备第一聚氨酯纤维层，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％；

(5)通过上述逐层电纺，得到具有双层结构的压电纳米纤维复合层，然后将其置于热压机上40℃、0.3MPa下热压20min，使得压电纤维层和聚氨酯纤维层紧密贴合，得到本发明的压电纤维复合材料。

实施例3

同实施例2，区别仅在于步骤(1)中MXene粉末添加量为0.04g(MXene用量为P(VDF-HFP)的3wt％)。

实施例4

同实施例2，区别仅在于步骤(1)中MXene粉末添加量为0.06g(MXene用量为P(VDF-HFP)的3wt％)。

实施例5

同实施例1，区别仅在于步骤(5)中逐层电纺为四层结构，自下而上依次为P(VDF-HFP)纤维层、TPU纤维层、P(VDF-HFP)纤维层、TPU纤维层。

实施例6

同实施例2，区别仅在于步骤(5)中逐层电纺为四层结构，自下而上依次为P(VDF-HFP)/Mxene纤维层、TPU纤维层、P(VDF-HFP)/Mxene纤维层、TPU纤维层。

实施例7

同实施例3，区别仅在于逐层电纺为四层结构，自下而上依次为P(VDF-HFP)/MXene纤维层、TPU纤维层、P(VDF-HFP)/MXene纤维层、TPU纤维层。

实施例8

同实施例4，区别仅在于逐层电纺为四层结构，自下而上依次为P(VDF-HFP)/MXene纤维层、TPU纤维层、P(VDF-HFP)/MXene纤维层、TPU纤维层。

对比例1

(1)将2g P(VDF-HFP)颗粒溶于6mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和4mL的丙酮(Ac)的混合溶剂中，40℃温度下磁搅12h使其完全溶解，得到P(VDF-HFP)纺丝前躯体溶液；

(2)将步骤(1)所得P(VDF-HFP)纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备压电纳米纤维，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％。

对比例2

(1)将0.02g MXene粉末(MXene用量为P(VDF-HFP)的1wt％)添加到6mL的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和4mL的丙酮(Ac)混合溶剂中，40kHz、100W超声1小时后搅拌1小时，使其完全分散均匀；

(2)将2g P(VDF-HFP)颗粒溶于上述混合溶液中，40℃温度下磁搅12h使其完全溶解，得到P(VDF-HFP)/MXene纺丝前躯体溶液；

(3)将步骤(2)所得P(VDF-HFP)纺丝前躯体溶液通过静电纺丝技术制备压电纳米纤维，纺丝机的纺丝距离为16cm，纺丝正高压16kV，纺丝负高压2kV，推注速度0.25mm/min，纺丝环境湿度55％-60％。

对比例3

同对比例2，区别仅在于步骤(1)中MXene粉末添加量为0.04g(MXene用量为P(VDF-HFP)的2wt％)。

对比例4

同对比例2，区别仅在于步骤(1)中MXene粉末添加量为0.06g(MXene用量为P(VDF-HFP)的3wt％)。

性能、效果检测例

1.FT-IR测定纳米纤维的β相含量

具体检测方法如下：

采用Nicolet-38型傅里叶变换红外光谱仪(Thermoelectric Co.,West Chester,PA,USA)测定对比例1-4所制备纳米纤维的化学结构，得到FT-IR谱图，如图1所示；并且，通过OMINC软件分析、计算振动带面积，得到其β相含量；结果如以下表1所示。

表1、对比例1-4所制备的纳米纤维的β相含量。

2.介电常数和介电损耗检测

具体检测方法如下：

使用BDS40宽带介质阻抗谱仪(德国NOVOCONTROL公司)进行测试；具体地，将对比例1-4所制备的纳米纤维样品切成φ＝20mm的圆，然后将其夹在上、下铜电极之间，在10

表2、对比例1-4的纳米纤维材料在10

3.力学性能检测

具体检测方法如下：

高温拉伸试验机试验，苏州高品试验仪器有限公司，试验温度为常温，试验速度为50mm/min。复合材料的弹性模量由5％应变下的应力-应变曲线确定。弹性模量的实验数据是在相同条件下至少三个试样的结果的平均值。

上述实施例1-8所得的压电纤维复合材料以及对比例1-4所得的压电纳米纤维的力学性能检测结果见图3和以下表3～6。

表3.对比例1、实施例1和实施例5的纳米纤维材料的力学性能参数

表4.对比例2、实施例2和实施例6的纳米纤维材料的力学性能参数

表5.对比例3、实施例3和实施例7的纳米纤维材料的力学性能参数

表6.对比例4、实施例4和实施例8的纳米纤维材料的力学性能参数

4.铁电性能检测

具体检测方法如下：

采用TFAnalyzer 2000EF铁电分析仪(aixACCT Co.,Eschweiler,Germany)对复合纤维的铁电储能性能进行了研究。具体地，将纳米纤维样品切成直径5-6mm的圆形，并将相同形状、尺寸的导电铜胶带紧紧地粘到样品的上、下表面，以进行铁电性能检测。铁电试验的测试频率为10Hz，测试电压范围为0.1-10kV。

上述实施例1-8所得的压电纤维复合材料以及对比例1-4所得的压电纳米纤维的铁电性能检测结果见图4和以下表7-9。

表7.对比例1-4的纳米纤维材料的最大极化值，击穿强度和储能密度。

表8.实施例1-4的纳米纤维材料的最大极化值，击穿强度和储能密度。

表9.实施例5-8的纳米纤维材料的最大极化值，击穿强度和储能密度。

结论

P(VDF-HFP)具有α、β、γ三种主要的晶体结构，其中β相显示出最佳的压电响应，P(VDF-HFP)的压电性主要与β相的含量有关，一般来讲β相含量越高P(VDF-HFP)的压电输出越强。通过红外光谱分析和朗伯比尔定律，可以计算出β相的相对含量。

通过对对比例1、2、3、4所制备的压电纳米纤维进行红外测试(结果如图1所示)可知，添加了MXene的P(VDF-HFP)纳米纤维和纯P(VDF-HFP)相比，β相含量增加；且当MXene的添加量达到1％、2％、3％时，β相含量分别达到了90％、93％、95.6％，β相含量越高，P(VDF-HFP)的压电性能越好。

通过对对比例1、2、3、4所制备的压电纳米纤维的介电图像进行对比分析(见图2)可知，MXene的添加可以增强介电常数；其中，当MXene的添加量达到0％、1％、2％、3％时，在频率为10

由实施例1、2、3、4、5、6、7、8所制备的压电纤维复合材料和对比例1、2、3、4所制备的压电纳米纤维的力学性能对比图(见图3)可得，多层结构的压电纤维通伸长率下具有更低的拉伸强度和弹性模量；其中，由实施例4、实施例8和对比例4对比分析可以发现，压电纤维的拉伸强度逐渐降低，单层结构为9.5MPa，双层结构为6.7MPa，四层结构为4.3MPa；弹性模量也逐渐降低，单层结构为5.84MPa，双层结构为5.45MPa，四层结构为4MPa。由此可知，多层结构的设计使得压电纤维更加柔韧，另外，伸长量也略有增长，其中，由实施例5、6、7、8对比分析可以发现，压电纤维的断裂伸长率略有提高，当MXene的添加量达到0％、1％、2％、3％时，压电纤维的断裂伸长率分别为177％、190％、206％、230％。

由实施例1、2、3、4、5、6、7、8所制备的压电纤维复合材料和对比例1、2、3、4所制备的压电纳米纤维的铁电曲线图(见图4)可得，多层结构的设计对压电纤维的击穿强度提升尤为明显；由对比例1、2、3、4的铁电曲线可知，单层结构压电纤维的击穿强度在250kV/cm左右，分别为220kV/cm、250kV/cm、266kV/cm、270kV/cm；由实施例1、2、3、4的铁电曲线可知，双层结构压电纤维的击穿强度在320kV/cm左右，分别为300kV/cm、306kV/cm、320kV/cm、360kV/cm；由实施例5、6、7、8的铁电曲线可知，四层结构压电纤维的击穿强度在460kV/cm左右，分别为420kV/cm、420kV/cm、460kV/cm、540kV/cm。另外，最大极化值也有提高，其中，实施例8具有最大的极化值(达到了0.26μC/cm

通过实施例1、2、3、4、5、6、7、8和对比例1、2、3、4的压电灵敏度对比分析可得，多层结构设计的压电灵敏度在低压力检测范围内(<1kPa)具有高的压电灵敏度；其中，当MXene的添加量达到3％且为四层结构设计时压电灵敏度达到0.38kPa

由以上实施例、对比例及效果例可知，本发明通过添加MXene等导电填料，提高了P(VDF-HFP)等压电纤维的极性β相含量和介电性能，并且，通过多层结构设计降低了压电纤维的拉伸强度和弹性模量，提高了击穿强度和极化水平，使得压电纤维具有更高的储能密度；更重要的是，多层结构压电纤维在低压检测范围具有高的压电灵敏度。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。