[發(fā)明專利]一種多孔性彈性薄膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510434110.3
• 申請(qǐng)日: 2015-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105001644A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭小軍;陳蘇杰;卓本剛;趙家慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L83/04
• 分類號(hào): C08L83/04;C08L75/04;C08J9/10;C08J9/08;C08J5/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子元件，具體涉及一種多孔性彈性薄膜及其制備方法，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人對(duì)于自身的健康，如血壓、心率、血糖等信息的需求愈加迫切。通過(guò)對(duì)于人體的實(shí)時(shí)監(jiān)控，可滿足人們對(duì)這些信息的需求，因此可穿戴設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。相對(duì)于其他設(shè)備，可穿戴設(shè)備的要求更高，如生物相容性和血液相容性。

作為可穿戴設(shè)備中重要組成部件的傳感器，同樣也提出了高要求：包括可彎曲性、可拉伸性、高靈敏度、快速響應(yīng)以及與人體的兼容性。為滿足這些要求，因而將與人體兼容的塊狀彈性材料應(yīng)用于傳感器中。然而單純的采用塊狀彈性材料，其存在有彈性性能有限、比表面積小、應(yīng)用于壓力氣體等傳感器中靈敏度低等問(wèn)題。因此，如何增加彈性材料的性能已成為一個(gè)重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是，解決現(xiàn)有彈性材料彈性性能有限、比表面積小的問(wèn)題，增強(qiáng)彈性材料的彈性性能和比表面積，使其應(yīng)用于傳感器時(shí)能夠增加器件的敏感性。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種多孔性彈性薄膜，其特征在于，所述多孔彈性薄膜為多孔結(jié)構(gòu)，由熱固化彈性材料和發(fā)泡材料混合后經(jīng)加熱固化后形成。

按照本發(fā)明所提供的多孔性彈性薄膜，所述熱固化彈性材料為聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)或鉑催化硅膠(Ecoflex)。

按照本發(fā)明所提供的多孔性彈性薄膜，所述發(fā)泡材料為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、甲苯磺酰肼、氧化雙(苯磺酷)肋、碳酸鈉、碳酸氫鈉或碳酸氫銨。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下：

一種所述的多孔性彈性薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗后干燥，采用氧等離子體或紫外光/臭氧處理襯底表面；

2)分別稱取熱固化彈性材料和發(fā)泡材料并將兩者混合均勻，混合比例為10:1—10:3；

3)將一張PET薄膜放置于平整的底板上，該P(yáng)ET薄膜的兩側(cè)設(shè)置高度一致的墊片，將均勻混合的熱固化彈性材料和發(fā)泡材料傾倒于該P(yáng)ET薄膜上；

4)將另一張PET薄膜覆蓋到混合材料上，用玻璃棒或金屬棒在頂端的PET薄膜表面滾動(dòng)或推動(dòng)，使混合材料均勻分布于兩層PET薄膜之間；

5)用表面平整的蓋板覆蓋在頂端的PET薄膜上，固定底板與蓋板之間的相對(duì)位置和高度，然后將其整體轉(zhuǎn)移至加熱臺(tái)上加熱，加熱過(guò)程中發(fā)泡材料產(chǎn)生氣體同時(shí)伴隨熱固化彈性材料固化，形成多孔結(jié)構(gòu)；

6)熱固化彈性材料完全固化后，去除底板、蓋板和兩張PET薄膜，得到所需的多孔性彈性薄膜。

本發(fā)明的有益效果在于：將發(fā)泡材料均勻混合到熱固化彈性材料中，在發(fā)泡材料受熱產(chǎn)生氣體的同時(shí)，彈性材料受熱產(chǎn)生固化作用且形成多孔性結(jié)構(gòu)，其中采用的材料價(jià)格低，加工工藝簡(jiǎn)單；由于彈性薄膜中孔洞的存在，使彈性薄膜的形變阻力變小，增加了彈性薄膜在受壓力作用時(shí)的形變量，因而當(dāng)所述多孔性彈性薄膜應(yīng)用于壓力傳感器時(shí)增加了器件的敏感性；此外，彈性薄膜中孔洞的存在使彈性薄膜的比表面積增加，因而當(dāng)配合氣體敏感材料涂布于薄膜表面時(shí)，增加了氣體敏感材料的表面積，從而增加了氣體傳感器的敏感性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，以下實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖1，所述多孔彈性薄膜為多孔結(jié)構(gòu)，由熱固化彈性材料和發(fā)泡材料混合后經(jīng)加熱固化后形成。所述熱固化彈性材料為聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或鉑催化硅膠。所述發(fā)泡材料為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、甲苯磺酰肼、氧化雙肋、碳酸鈉、碳酸氫鈉或碳酸氫銨。

所述的多孔性彈性薄膜的制備方法包括以下步驟：

1)利用乙醇溶液、丙酮溶液和去離子水對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的襯底進(jìn)行超聲清洗，清洗后干燥，采用氧等離子體或紫外光/臭氧處理襯底表面；

2)分別稱取熱固化彈性材料和發(fā)泡材料并將兩者混合均勻，混合比例為10:1—10:3；

3)將一張PET薄膜放置于平整的底板上，該P(yáng)ET薄膜的兩側(cè)設(shè)置高度一致的墊片，將均勻混合的熱固化彈性材料和發(fā)泡材料傾倒于該P(yáng)ET薄膜上；

4)將另一張PET薄膜覆蓋到混合材料上，用玻璃棒或金屬棒在頂端的PET薄膜表面滾動(dòng)或推動(dòng)，使混合材料均勻分布于兩層PET薄膜之間；