一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法
专利汇可以提供一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种柔性高强纺织品基导电 复合材料 的制备方法，采用方法的要点是将 纤维 素 纳米晶 (CNC)为模板，低温酸性状态下加入导电 单体 ，后缓慢滴加过 硫酸 盐 ，通过原位 氧 化聚合生成导电 聚合物 /CNC杂化材料，滴加金属盐溶液，再加入聚乙烯醇（PVA）溶液，搅拌均匀，倒入铺有纺织品面料的培养皿中，自然 风 干，即得到导电复合材料。该材料兼具 生物 相容性 、导电聚合物的 导电性 ，还拥有自愈合性能和纺织品基质优异的 力 学性能、服用性能，而且该材料具有优异的传感性能，可以进行人体运动监测，在应变传感、智能 机器人 传感 皮肤 和柔性可穿戴 电子 设备等领域具有广泛的应用前景。，下面是一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备纤维素纳米晶CNC，并配制适当固液比的CNC分散液，超声20-40min，得到分散均匀的CNC分散液；
(2)配制适当固液比的PVA溶液，选用分子量为145000的PVA，放入适宜温度中水浴加热，并搅拌100-140min，得到分散均匀的PVA溶液；
(3)配制适当比例的导电单体酸性溶液，超声20-40min，得到分散均匀的导电单体酸性溶液；
(4)配制适当固液比的引发剂过硫酸盐溶液，超声10-30min，得到分散均匀的引发剂过硫酸盐溶液；
(5)配制适当固液比的不同价态的金属离子氯化物溶液，超声10-30min，得到不同价态的分散均匀的金属离子氯化物溶液；
(6)在0℃冰浴搅拌状态下，将步骤(3)得到的分散均匀的导电单体酸性溶液按CNC：导电单体质量比为1：1的反应比加入到步骤(1)得到的分散均匀的CNC分散液中，搅拌40-
80min，得到混合溶液；
(7)将步骤(6)得到的混合溶液置于0℃冰浴搅拌条件下，按CNC：引发剂物质的量之比为1：2的反应比缓慢滴加步骤(4)得到的分散均匀的引发剂过硫酸盐溶液，避光反应1-3h，得到导电聚合物CNC杂化材料；
(8)在0℃冰浴搅拌条件下，将步骤(5)得到的不同价态的分散均匀的金属离子氯化物溶液按CNC：金属离子物质的量之比为1：2的反应比缓慢滴加到步骤(7)得到的导电聚合物CNC杂化材料中，搅拌40-80min，得到含有不同价态金属离子的导电复合物溶液；再按CNC：
PVA质量比为1：20的反应比将上述含有不同价态金属离子的导电复合物溶液倒入步骤(2)得到的分散均匀的PVA溶液，继续搅拌30-90min，超声分散60-100min，得到增强材料溶液；
(9)裁剪适当尺寸适当形状的纺织品面料，将70mL步骤(8)得到的增强材料溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有不同价态金属离子的导电复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述适当固液比为1g：40-60mL。
3.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中所述适当固液比为1g：5-10mL；适宜温度为80-90℃。
4.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述适当比例为1g：80-120mL；导电单体为吡咯、苯胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述适当固液比为1g：4-8mL；过硫酸盐为过硫酸铵((NH4)2S2O8)、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸钠(Na2S2O8)中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中所述适当固液比为1g：5-20mL；不同价态的金属离子氯化物溶液中金属+ + 2+ 2+
离子为一价的钾离子(K)、钠离子(Na)，二价的锌离子(Zn )、铜离子(Cu )，三价的铁离子(Fe3+)中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(9)中所述适当尺寸为1-100cm2面积；适当形状为长方形、正方形、梯形、三角形、圆形中的一种。
一种柔性高强纺织品基导电复合材料的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
(2)配制适当固液比的PVA溶液，选用分子量为145000的PVA，放入适宜温度中水浴加热，并搅拌100-140min，得到分散均匀的PVA溶液；
(3)配制适当比例的导电单体酸性溶液，超声20-40min，得到分散均匀的导电单体酸性溶液；
(4)配制适当固液比的引发剂过硫酸盐溶液，超声10-30min，得到分散均匀的引发剂过硫酸盐溶液；
(5)配制适当固液比的不同价态的金属离子氯化物溶液，超声10-30min，得到不同价态的分散均匀的金属离子氯化物溶液；
(6)在0℃冰浴搅拌状态下，将步骤(3)得到的分散均匀的导电单体酸性溶液按CNC：导电单体质量比为1：1的反应比加入到步骤(1)得到的分散均匀的CNC分散液中，搅拌40-
80min，得到混合溶液；
(7)将步骤(6)得到的混合溶液置于0℃冰浴搅拌条件下，按CNC：引发剂物质的量之比为1：2的反应比缓慢滴加步骤(4)得到的分散均匀的引发剂过硫酸盐溶液，避光反应1-3h，得到导电聚合物CNC杂化材料；
(8)在0℃冰浴搅拌条件下，将步骤(5)得到的不同价态的分散均匀的金属离子氯化物溶液按CNC：金属离子物质的量之比为1：2的反应比缓慢滴加到步骤(7)得到的导电聚合物CNC杂化材料中，搅拌40-80min，得到含有不同价态金属离子的导电复合物溶液；再按CNC：
PVA质量比为1：20的反应比将上述含有不同价态金属离子的导电复合物溶液倒入步骤(2)得到的分散均匀的PVA溶液，继续搅拌30-90min，超声分散60-100min，得到增强材料溶液；
(9)裁剪适当尺寸适当形状的纺织品面料，将70mL步骤(8)得到的增强材料溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有不同价态金属离子的导电复合材料。
(2)电化学工作站表明复合材料导电性优异。
(3)含不同价态金属离子的导电复合材料自愈性能优异。
(2)本发明使用的制备方法简单，易成批量生产，市场需求大，具有可观的社会效益和经济效益；
(3)本发明制备的导电复合材料具有生物相容性好、自粘强度高、力学性能强、可自愈合、牢度高、快捷方便等优点，能够在一定程度上替代目前使用的硅胶、水凝胶、柔性电极材料，可用于医学材料如假肢，使其具有类似生物体皮肤的触觉；也可应用于智能机器人，改善机械性能，提高响应能力、传感反馈能力，具有广阔的应用前景。
附图说明
35r/min)120min；配制比例为1g：100mL的导电苯胺酸性溶液，其中苯胺从阿拉丁公司购入，AR，纯度≥99.5％，超声30min；配制固液比为1g：6mL的引发剂过硫酸铵溶液，其中过硫酸铵从阿拉丁公司采购，AR，纯度≥98％，超声30min；配制固液比为1g：15mL的KCl溶液，其中氯化钾从MACKLIN公司采购，AR，纯度≥99.5％，超声30min；在低温(0℃冰浴)搅拌(转速转速为25r/min)状态下，将上述导电苯胺酸性溶液加入到CNC分散液中，其中CNC：苯胺质量比为
1：1的比例，搅拌(转速为30r/min)60min；将上述混合溶液置于0℃冰浴搅拌(转速为30r/min)条件下，向其中缓慢滴加分散好的引发剂过硫酸铵溶液，其中CNC：过硫酸铵物质的量之比为1：2的比例，避光反应2h，即得到导电聚合物CNC杂化材料；在0℃冰浴搅拌(转速为
15r/min)条件下，将上述配制好的一价态的钾离子氯化物溶液缓慢滴加到导电聚合物中，其中CNC：钾离子物质的量之比为1：2的比例，搅拌(转速为15r/min)60min，即得到含有一价态钾离子的导电复合物溶液，再将该含有钾离子导电复合物溶液倒入上述分散均匀的PVA溶液中，继续搅拌(转速为25r/min)60min，超声分散90min，即得到含钾离子的增强材料溶液；裁剪大小为1cm*1cm的正方形棉机织面料，去离子水冲洗，将其放入培养皿中；将上述分散好的含有钾离子的导电复合物溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有一价钾离子的导电复合材料。
30r/min)100min；配制比例为1g：100mL的导电苯胺酸性溶液，其中苯胺从阿拉丁公司购入，AR，纯度≥99.5％，超声30min；配制固液比为1g：6mL的引发剂过硫酸铵溶液，其中过硫酸铵从阿拉丁公司采购，AR，纯度≥98％，超声30min；配制固液比为1g：8mL的ZnCl2溶液，其中氯化锌从MACKLIN公司采购，AR，纯度≥98％，超声30min；在低温(0℃冰浴)搅拌(转速为15r/min)状态下，将上述导电苯胺酸性溶液加入到CNC分散液中，其中CNC：苯胺质量比为1：1的比例，搅拌(转速为20r/min)60min；将上述混合溶液置于0℃冰浴搅拌(转速为15r/min)条件下，向其中缓慢滴加分散好的引发剂过硫铵盐溶液，其中CNC：过硫酸铵物质的量之比为
1：2的比例，避光反应2h，即得到导电聚合物CNC-PANI材料；在0℃冰浴搅拌(转速为25r/min)条件下，将上述配制好的二价态的锌离子氯化物溶液缓慢滴加到导电聚合物中，其中CNC：锌离子物质的量之比为1：2的比例，搅拌(转速为25r/min)60min，即得到含有二价态锌离子的导电复合物溶液，再将该含有锌离子导电复合物溶液倒入上述分散均匀的PVA溶液中，继续搅拌(转速为20r/min)90min，超声分散80min，即得到含锌离子的增强材料溶液；裁剪大小为5cm*20cm的长方形棉针织面料，去离子水冲洗，将其放入培养皿中；将上述分散好的含有锌离子的导电复合物溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有二价锌离子的导电复合材料。
30r/min)140min；配制比例为1g：80mL的导电吡咯酸性溶液，其中吡咯从阿拉丁公司购入，单体分子量为67.09，AR，纯度≥99％，超声40min；配制固液比为1g：8mL的引发剂过硫酸钾溶液，其中过硫酸钾从阿拉丁公司采购，分子式为K2S2O8，分子量为270.32，超声10min；配制固液比为1g：20mL的FeCl3溶液，其中氯化铁从MACKLIN公司采购，CP，分子量为162.2，超声
10min；在低温(0℃冰浴)搅拌(转速为20r/min)状态下，将上述导电吡咯酸性溶液加入到CNC分散液中，其中CNC：吡咯质量比为1：1的比例，搅拌(转速为20r/min)80min；将上述混合溶液置于0℃冰浴搅拌(转速为20r/min)条件下，向其中缓慢滴加分散好的引发剂过硫钾盐溶液，其中CNC：过硫酸钾物质的量之比为1：2的比例，避光反应1h，即得到导电聚合物CNC-PPy材料；在0℃冰浴搅拌(转速为15r/min)条件下，将上述配制好的三价态的铁离子氯化物溶液缓慢滴加到导电聚合物中，其中CNC：铁离子物质的量之比为1：2的比例，搅拌(转速为
18r/min)80min，即得到含有三价态铁离子的导电复合物溶液，再将该含有铁离子导电复合物溶液倒入上述分散均匀的PVA溶液中，继续搅拌(转速为20r/min)30min，超声分散60min，即得到含铁离子的增强材料溶液；裁剪大小为半径为4cm的圆形涤纶机织面料，去离子水冲洗，将其放入培养皿中；将上述分散好的含有铁离子的导电复合物溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有三价铁离子的导电复合材料。
35r/min)110min；配制比例为1g：100mL的导电吡咯酸性溶液，其中吡咯从阿拉丁公司购入，单体分子量为67.09，AR，纯度≥99％，超声30min；配制固液比为1g：4mL的引发剂过硫酸钠溶液，其中过硫酸钠从阿拉丁公司采购，分子式为Na2S2O8，分子量为238.10，超声30min；配制固液比为1g：5mL的CuCl2溶液，其中氯化铜从MACKLIN公司采购，分子量为134.45，超声
25min；在低温(0℃冰浴)搅拌(转速为20r/min)状态下，将上述导电吡咯酸性溶液加入到CNC分散液中，其中CNC：吡咯质量比为1：1的比例，搅拌(转速为19r/min)60min；将上述混合溶液置于0℃冰浴搅拌(转速为20r/min)条件下，向其中缓慢滴加分散好的引发剂过硫钠盐溶液，其中CNC：过硫酸钠物质的量之比为1：2的比例，避光反应3h，即得到导电聚合物CNC-PPy材料；在0℃冰浴搅拌(转速为20r/min)条件下，将上述配制好的二价态的铜离子氯化物溶液缓慢滴加到导电聚合物中，其中CNC：铜离子物质的量之比为1：2的比例，搅拌(转速为
30r/min)55min，即得到含有二价态铜离子的导电复合物溶液，再将该含有铜离子导电复合物溶液倒入上述分散均匀的PVA溶液中，继续搅拌(转速为15r/min)85min，超声分散65min，即得到含铜离子的增强材料溶液；裁剪大小面积为24cm2的梯形棉机织面料，去离子水冲洗，将其放入培养皿中；将上述分散好的含有铜离子的导电复合物溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有二价铜离子的导电复合材料。
20r/min)120min；配制比例为1g：120mL的导电苯胺酸性溶液，其中苯胺从阿拉丁公司购入，AR，纯度≥99.5％，超声20min；配制固液比为1g：6mL的引发剂过硫酸铵溶液，其中过硫酸铵从阿拉丁公司采购，AR，纯度≥98％，超声20min；配制固液比为1g：7mL的NaCl溶液，其中氯化钠从MACKLIN公司采购，AR，纯度≥99.5％，超声30min；在低温(0℃冰浴)搅拌(转速为
20r/min)状态下，将上述导电苯胺酸性溶液加入到CNC分散液中，其中CNC：苯胺质量比为1：
1的比例，搅拌(转速为20r/min)40min；将上述混合溶液置于0℃冰浴搅拌(转速为30r/min)条件下，向其中缓慢滴加分散好的引发剂过硫铵盐溶液，其中CNC：过硫酸铵物质的量之比为1：2的比例，避光反应1.5h，即得到导电聚合物CNC-PANI材料；在0℃冰浴搅拌(转速为
30r/min)条件下，将上述配制好的一价态的钠离子氯化物溶液缓慢滴加到导电聚合物中，其中CNC：钠离子物质的量之比为1：2的比例，搅拌(转速为30r/min)40min，即得到含有一价态钠离子的导电复合物溶液，再将该含有钠离子导电复合物溶液倒入上述分散均匀的PVA溶液中，继续搅拌(转速为20r/min)55min，超声分散100min，即得到含钠离子的增强材料溶液；裁剪大小为2cm2的三角形涤棉混纺机织面料，去离子水冲洗，将其放入培养皿中；将上述分散好的含有钠离子的导电复合物溶液均匀倒在培养皿中的面料上，自然风干，即得到纺织品基质的含有一价钠离子的导电复合材料。
30°、60°、90°等，均可检测到电阻的变化，并且随着弯曲角度的增大，电阻变化率逐渐增大，说明该导电复合材料的传感性能优异。
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