【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种薄膜传感器技术的改进，属于薄膜传感器领域，尤其涉及一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法。
技术介绍
1、目前薄膜传感器，广泛应用在各个领域，包括医疗保健、柔性电子、环境检测等。现有的薄膜式传感器具有轻薄便携的特点，可适应复杂曲面和弯曲形变，可基于不同的传感机制，如电阻、电容、压阻等，用于检测压力、应变、湿度、温度等参数，但是某些薄膜式传感器在环境条件的影响下，使得制备出的薄膜导电网络不完整不连续，导电路径断断续续的，使得导电性能下降。
2、申请号为cn201911165133.3，申请日为2019年11月25日的中国专利申请揭示了及一种基于聚碳酸酯的柔性导电薄膜及其制备方法，本专利技术的柔性薄膜包括以下按重量份数计的组分：聚碳酸酯10-15份，abs 8-12份，碳纳米管2-5份，纳米银粉1-3份，其余为溶剂。具体制备方法如下：先将纳米银粉超声分散于溶剂中后，再将碳纳米管分散于溶剂中，再分别加入聚碳酸酯和abs搅拌均匀。将以上共混物导入螺杆混合挤出机进行共混挤出，温度控制在150～260℃，挤出物经过滤导入流延模头，经冷却，牵伸、卷曲等工序得到柔性导电薄膜；本专利技术所制作的柔性导电薄膜，透过率、导电、柔韧性良好，但是上述技术能制备出柔性导电薄膜，但是制得的导电性能较差。
3、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，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。
技术实现
1、本专利技术的目的是克服现有技术中存在导电性能较差的问题，提供了一种导电性能较好的pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法。
2、为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法，所述pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法包括以下步骤：
3、第一步、首先将tpu颗粒溶解在dmf溶剂中，并在恒定温度中进行搅拌，直至没有明显颗粒为止，制备得到聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜；
4、第二步、先将tpu柔性纤维基膜浸泡在均匀的cnts的分散液中，然后取出用去离子水进行清洗，再干燥，干燥后放入均匀的cnts的分散液中再次分散，再次取出用去离子水进行清洗，再干燥…，循环清洗、干燥，直至cnts/cnf/tpu柔性纤维导电膜表面光滑，即得到cnts/cnf/tpu柔性纤维导电膜；
5、第三步、先将pdms和固化剂混合制备成pdms预聚物，然后将pdms预聚物溶解在正庚烷中，进行搅拌，从而制得pdms溶液；
6、第四步、将cnts/cnf/tpu柔性纤维导电膜浸入pdms溶液中，浸泡后将其取出，然后干燥，取出后自然冷却后得到cnts/cnf/pdms/tpu柔性纤维导电薄膜。
7、所述第一步中首先将tpu颗粒溶解在dmf溶剂中，并在预设的恒定温度中搅拌预设时间，直至没有明显颗粒为止，制备得到聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜具体为：首先将直径为5—50mm的tpu颗粒溶解在dmf溶剂中，并在80℃至90℃之间的恒定温度下使用磁力搅拌器搅拌10到12个小时，直至没有明显颗粒为止，制备得到质量百分比浓度为18-23％的聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜。
8、所述将聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜具体为：将一根内径为27g的针头装在喷嘴上，通过注射器将聚合物溶液注入到离心纺丝装置的旋转罐里，随后将离心纺丝装置中电机的转速均匀地提高至4500—4800r/min，收集喷嘴喷出的纤维，并使其干燥成型，得到tpu柔性纤维基膜。
9、所述干燥成型是指：将喷嘴喷出的纤维被有序地收集到覆盖着铝箔纸的表面，然后将预设厚度纤维的铝箔纸放置在铁板之下，放置上2—3.5kg的铁板压紧4—6小时，再将其转移到70℃到80℃的鼓风干燥箱中干燥2.5小时—3小时。
10、所述第二步中均匀的cnts的分散液的制备过程如下：
11、将质量百分比浓度为11wt％-13wt％的待使用cnts分散液，使用去离子水稀释为8.9-9.1wt％的cnts分散液，然后将碳纳米纤维加入到8.9-9.1wt％的cnts分散液中并使用超声波分散仪进行超声波分散25—40min，直到分散液没有明显的悬浮物和沉淀，静止过程中也不会产生聚集和沉淀，颜色也均匀显示时为止，从而得到均匀的8.9-9.1wt％的分散液。
12、所述第三步中先将tpu柔性纤维基膜浸泡在均匀的cnts的分散液中，然后取出用去离子水进行清洗，再干燥具体为：
13、先将tpu柔性纤维基膜浸泡在均匀的8.9-9.1wt％的分散液中10小时—15小时，然后取出用去离子水进行清洗，再干燥，干燥后再放入8.9-9.1wt％的分散液中超声波分散1小时到1.5小时。
14、所述碳纳米纤维的直径50—200nm，长度为1—15nm。
15、所述第三步先将pdms和固化剂混合制备成pdms预聚物，然后将pdms预聚物溶解在正庚烷中，进行搅拌，从而制得pdms溶液具体为：
16、先将pdms和固化剂按照10:1的重量比混合制备成pdms预聚物，将pdms预聚物溶解在正庚烷中，使用磁力搅拌器搅拌25—35min，制得浓度为1.8-2.3wt％的pdms溶液。
17、所述固化剂为二甲基硅氧烷或者乙氧基二甲基硅烷。
18、所述第四步中取出后干燥具体为：所述pdms溶液中，浸泡预设时间后后将其取出，然后干燥预设时间具体为；
19、首先将cnts/cnf/tpu柔性纤维导电膜浸入在1.8-2.3wt％的pdms溶液中浸泡110-125分钟后将其取出，随即放入60℃到70℃的真空干燥箱中干燥2-2.5小时。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
21、1、本专利技术一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法中，首先，制备tpu柔性纤维基膜，然后浸泡在均匀的cnts分散液中，得到cnts/cnf/tpu柔性纤维导电膜，随后，将其浸入pdms溶液中，制得最终的cnts/cnf/pdms/tpu柔性纤维导电薄膜，制备得到的薄膜导电率在35至55s/m之间，导电网络连续完整，形成更为连续的导电路径，显著提升整体的导电性能。因此，本专利技术导电路径更广，导电性能都更好。
22、2、本专利技术一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法中，使用pdms和tpu作为基底材料，然后结合cnts和cnf的导电性和导热性，使得薄膜式传感器具有优异的柔韧性和灵敏度，这样的设计可以适应各种曲面和弯曲变形，不易受到外界力量的破坏，并具有高灵敏度和响应速度；cnts和cnf的添加为薄膜赋予了优异的压阻特性，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第一步中首先将TPU颗粒溶解在DMF溶剂中，并在预设的恒定温度中搅拌预设时间，直至没有明显颗粒为止，制备得到聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到TPU柔性纤维基膜具体为：首先将直径为5—50mm的TPU颗粒溶解在DMF溶剂中，并在80°C至90°C之间的恒定温度下使用磁力搅拌器搅拌10到12个小时，直至没有明显颗粒为止，制备得到质量分数为18-23%的聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到TPU柔性纤维基膜。
3.根据权利要求2所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述将聚合物溶液进行离心纺丝，得到TPU柔性纤维基膜具体为：将一根内径为27G的针头装在喷嘴上，通过注射器将聚合物溶液注入到离心纺丝装置的旋转罐里，随后将离心纺丝装置中电机的转
4.根据权利要求3所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述干燥成型是指：将喷嘴喷出的纤维被有序地收集到覆盖着铝箔纸的表面，然后将预设厚度纤维的铝箔纸放置在铁板之下，放置上2—3.5kg的铁板压紧4—6小时，再将其转移到70°C到80°C的鼓风干燥箱中干燥2.5小时—3小时。
5.根据权利要求1所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第二步中均匀的CNTs的分散液的制备过程如下：
6.根据权利要求5所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第三步中先将TPU柔性纤维基膜浸泡在均匀的CNTs的分散液中，然后取出用去离子水进行清洗，再干燥具体为：
7.根据权利要求5所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述碳纳米纤维的直径50—200nm，长度为1—15nm。
8.根据权利要求7所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第三步先PDMS和固化剂混合制备成PDMS预聚物，然后将PDMS预聚物溶解在正庚烷中，进行搅拌，从而制得PDMS溶液具体为：
9.根据权利要求8所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述固化剂为二甲基硅氧烷或者乙氧基二甲基硅烷。
10.根据权利要求8所述的一种PDMS改性的CNTs、CNF、TPU柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第四步中取出后干燥具体为：所述PDMS溶液中，浸泡预设时间后后将其取出，然后干燥预设时间具体为；
...【技术特征摘要】
1.一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述第一步中首先将tpu颗粒溶解在dmf溶剂中，并在预设的恒定温度中搅拌预设时间，直至没有明显颗粒为止，制备得到聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜具体为：首先将直径为5—50mm的tpu颗粒溶解在dmf溶剂中，并在80°c至90°c之间的恒定温度下使用磁力搅拌器搅拌10到12个小时，直至没有明显颗粒为止，制备得到质量分数为18-23%的聚合物溶液，然后对聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜。
3.根据权利要求2所述的一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述将聚合物溶液进行离心纺丝，得到tpu柔性纤维基膜具体为：将一根内径为27g的针头装在喷嘴上，通过注射器将聚合物溶液注入到离心纺丝装置的旋转罐里，随后将离心纺丝装置中电机的转速均匀地提高至4500—4800r/min，收集喷嘴喷出的纤维，并使其干燥成型，得到tpu柔性纤维基膜。
4.根据权利要求3所述的一种pdms改性的cnts、cnf、tpu柔性导电薄膜制备方法，其特征在于：所述干燥成型是指：将喷嘴喷出的纤维被有序地收集到覆盖着铝箔纸的表面，然后将预设厚度纤维的铝箔...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅顺齐，徐彬，万济滔，高恒，黄威，马磊，向先武，李耀钢，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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