Piezoelectric Mono-Filament Extrusion for Green Energy Applications From Textiles

Öz

Electromechanical properties of piezoelectric materials allow the conversion from mechanical to electrical and vice versa. Today, ceramic and polymer based piezoelectric fibre composite (PFC) structures and films are available in the market and are in use in many sensor applications. However, there is no flexible piezoelectric material available in fibre form that would enhance the spectrum of possible applications. In this study, polyamide based Nylon 11 (PA-11) flexible piezoelectric mono-filament was successfully extruded via a continuous process on a customised melt extruder. To gain the piezoelectric property, the polymer was processed under thermal, mechanical and electrical conditions, simultaneously which cause reorientation of the molecular chain and phase transformation of the polymer. Resulting filament was cut into pieces, 15 cm in length, and aligned in between two electrodes. The voltage response of the structure was then investigated under impact. 

Anahtar Kelimeler

• Piezoelectricity
• polyamide-11
• mono-filament extrusion
• energy harvesting

Yeşil Enerji Tekstil Uygulamaları İçin Piezoelektrik Monofilament Eldesi

Öz

Elektromekanik özellikleri sayesinde piezoelektirk malzemeler mekanik etkileri elektriðe ya da tam tersi þekilde dönüþtürebilmektedir. Bugün, seramik yada polimer esaslý piezoelektrik elyaf kompozit (PFC) yapýlarý ve filmleri piyasada bulmak mümkündür ve pek çok sensör uygulamalarýnda kullanýlmaktadýr. Ancak, lif formunda esnek bir piezoelektik malzeme bulunmamaktadýr ki böyle bir malzeme söz konusu uygulama alanlarýný da arttýrabilecek. Bu çalýþmada, geliþtirilmiþ eriyikten - çekim metodu kullanýlarak poliamid esaslý Nylon 11 (PA-11) esnek piezoelektrik monofilament baþarýyla çekilebilmiþtir. Piezoelektrik özelliði saðlayabilmek için, söz konusu polimer moleküler zincirin yeniden oryante olmasýna ve polimerin faz deðiþtirmesini saðlamak üzere eþ zamanlý olarak termal, mekanik ve elektriksel iþlem görmüþtür. Elde edilen filament 15 cm boyunda parçalara kesilmiþtir ve iki elektrodun arasýna yerleþtirilmiþtir. Daha sonra yapýnýn yükleme altýnda voltaja tepkisi araþtýrýlmýþtýr.

Anahtar Kelimeler

• piezoelektirik
• poliamid 11
• monofilament çekme
• enerji derleme