一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法及应用技术

一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法及应用，属于导电技术领域，具体包括步骤一、制备盐模板；步骤二、将环氧树脂与固化剂的混合物滴加到盐模板上，抽真空使混合物完全浸渍到盐模板，加热固化后，放在去离子水中超声，去掉盐模板得到形状记忆环氧树脂泡沫；步骤三、将形状记忆环氧树脂泡沫浸泡在硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液中，干燥后得到可多级调控导电性的复合材料。本发明专利技术以形状记忆环氧树脂泡沫为响应刺激基体，通过改变泡沫基体的形变，调控泡沫孔隙中液态金属的聚集状态，从而调节导电通路的连接状态。基于形状记忆特性，精确控制复合材料的形变以控制LM导电通路的状态，达到大范围多级调控导电性的要求。电性的要求。电性的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于导电
，具体涉及一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术的进步和发展，航空航天、微电子设备、传感器、电子元件等领域对于导电材料的需求不断增加。由于微电子设备、传感器的快速发展，对导电材料的要求也越来越多。基于日渐复杂的导电需求，关于多级调控导电性材料的研究也引起研究者的广泛关注，传统导电材料多为金属材料，但其密度大，易腐蚀，成型条件高，靠材料本身很难实现导电性的调控。导电聚合物复合材料密度低，加工方便，成本低廉，其中可变形导电聚合物复合材料可作为一种良好的调控导电性材料使用。但目前可变形导电聚合物可调控的导电性范围较小，且不能固定形状实现对导电性的多级调控。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一个目的是为了解决现有技术中的导电材料无法多级调控导电性的问题，提供了一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法。
[0004]本专利技术的第二个目的是提供一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的应用，即电阻的多级调控方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0006]一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、在NaCl中加入去离子水，将湿润的NaCl放入模具中，将NaCl中的水分加热蒸发，得到盐模板；/>[0008]步骤二、将混合均匀的环氧树脂与固化剂的混合物滴加到盐模板上，抽真空使混合物完全浸渍到盐模板后，在60～150℃下加热固化2～12h；将固化产物放在去离子水中超声处理，去掉盐模板得到形状记忆环氧树脂泡沫；
[0009]步骤三、将液态金属分散在溶剂中，加入硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液，将步骤二得到的形状记忆环氧树脂泡沫浸泡在硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液中，取出后在40～60℃下干燥2～6h得到可多级调控导电性的复合材料。
[0010]进一步的，步骤一中，NaCl与去离子水的质量体积比为100g:1～10mL。
[0011]进一步的，步骤二中，所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:0.1～1:0.5。
[0012]进一步的，步骤二中，所述环氧树脂的型号为E
‑
51，E
‑
44中的一种或多种的组合，所述固化剂为正辛胺、十二胺、间苯二甲胺、聚醚胺D230、聚醚胺D400、二氨基二苯砜、异佛尔酮二胺中的一种或多种的组合。
[0013]进一步的，步骤三中，所述液态金属、溶剂与硅烷偶联剂的质量体积比为1g:10ml:
8～20μL。
[0014]进一步的，步骤三中，所述溶剂为乙醇、正丁醇或环己烷中的一种或多种组合。
[0015]进一步的，步骤三中，所述液态金属与形状记忆环氧树脂泡沫的质量比为0.1:1～1:1。
[0016]进一步的，步骤三中，所述液态金属是熔点为8℃、10.5℃、11.5℃、12℃、15.7℃、18℃、25℃、29.8℃或47℃的液态金属。
[0017]进一步的，步骤三中，所述硅烷偶联剂为3
‑
巯丙基三乙氧基硅烷、3
‑
巯丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种的组合。
[0018]一种所述的具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的应用，即电阻多级调控方法，其特征在于：当可多级调控导电性的复合材料处于未压缩形变状态时，复合材料处于绝缘状态，当可多级调控导电性的复合材料处于压缩形变状态时，复合材料处于导电状态；随着压缩率的增加，复合材料的电阻逐渐变小，导电性增大，基于形状记忆特性，可多级调控导电性的复合材料可以可逆得到任意压缩率的临时形状，对应不同的液态金属导电通路连接状态，实现从绝缘体到导体的可逆调控。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术为了解决现有技术中复合材料不能多级调控导电性的问题，以具有形状记忆特性的环氧树脂制备的多孔泡沫为响应刺激的可变形基体，将液态金属(LM)复合在泡沫骨架表面，通过控制泡沫基体的形变，调控泡沫孔隙中LM的聚集状态，从而调节导电通路的连接状态。当可多级调控导电性的复合材料处于未压缩形变状态时，该复合材料处于绝缘状态或阻值较大的导电状态；随着压缩率的增加，复合材料的电阻逐渐变小，导电性增大。同时，基于形状记忆特性，可多级调控导电性的复合材料可以可逆得到任意压缩率的临时形状，对应不同的液态金属导电通路连接状态，实现对导电能力的大范围可逆调控，实现从绝缘体(200MΩ)到导体(0.2Ω)的大范围多级可逆调控。
附图说明
[0021]图1为LM质量分数为55％的复合材料压缩率随电阻的变化曲线图；
[0022]图2为具体实施方式一制备的复合材料的XPS曲线图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神和范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围中。
[0024]具体实施方式一
[0025]一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0026]步骤一、在NaCl中加入去离子水，每100gNaCl中加入1～10mL的去离子水，将湿润的NaCl放入一定尺寸的硅胶模具中，将NaCl中的水分加热蒸发，加热温度为60～140℃，得到盐模板；NaCl与去离子水的比例控制既要保证盐模板成型，同时控制泡沫孔隙率；
[0027]步骤二、将混合均匀的环氧树脂与固化剂的混合物滴加到盐模板上，抽真空使混
合物完全浸渍到盐模板后，在60～150℃下加热固化2～12h；将固化产物放在去离子水中超声处理2～12h，期间每1h换水一次，去掉盐模板后得到产物，将产物加热干燥，干燥温度为60～100℃，干燥时间为2～12h，得到形状记忆环氧树脂泡沫；
[0028]步骤三、将液态金属分散在溶剂中，加入硅烷偶联剂，超声分散3～60min，得到硅烷偶联剂Si
‑
OH修饰的液态金属分散液，将步骤二得到的形状记忆环氧树脂泡沫浸泡在硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液中，1min后取出，取出后在40～60℃下干燥2～6h得到具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料。
[0029]进一步的，步骤三中，将得到的可多级调控导电性的复合材料重复浸泡在硅烷偶联剂修饰的液态金属的分散液中，取出，40～60℃下干燥2～6h，重复1
‑
10次，即可得到含有不同质量分数液态金属的复合材料。
[0030]进一步的，步骤二中，所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:0.1～1:0.5。
[0031]进一步的，所述环氧树脂的型号为E
‑
51，E
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44中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有形状记忆特性的可多级调控导电性的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在NaCl中加入去离子水，将湿润的NaCl放入模具中，将NaCl中的水分加热蒸发，得到盐模板；步骤二、将混合均匀的环氧树脂与固化剂的混合物滴加到盐模板上，抽真空使混合物完全浸渍到盐模板后，在60～150℃下加热固化2～12h；将固化产物放在去离子水中超声处理，去掉盐模板得到形状记忆环氧树脂泡沫；步骤三、将液态金属分散在溶剂中，加入硅烷偶联剂，得到硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液，将步骤二得到的形状记忆环氧树脂泡沫浸泡在硅烷偶联剂修饰的液态金属分散液中，取出后在40～60℃下干燥2～6h得到可多级调控导电性的复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤一中，NaCl与去离子水的质量体积比为100g:1～10mL。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述环氧树脂与固化剂的质量比为1:0.1～1:0.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述环氧树脂的型号为E
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51，E
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44中的一种或多种的组合，所述固化剂为正辛胺、十二胺、间苯二甲胺、聚醚胺D230、聚醚胺D400、二氨基二苯砜、异佛尔酮二胺中的一种或多种的组合。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇艳，赵若曦，邹旭哲，王烨，张东杰，成中军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：