[發(fā)明專利]一種制備可拉伸呼吸探測材料的方法

有效

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• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106738953B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喻研;宋永明;臧劍鋒;葉鐳;關(guān)曜東
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學
• 主分類號: B29C65/48
• 分類號: B29C65/48
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 張建偉

本發(fā)明公開了一種可拉伸呼吸探測材料的制備方法，該方法將可拉伸超高粘性膠帶VHB襯底進行一定程度的預拉伸，然后將丁腈橡膠膜粘貼在預拉伸的VHB上，最后釋放預拉伸應(yīng)力形成褶皺的丁腈橡膠膜，得到可拉伸呼吸探測材料。本發(fā)明機制在于呼吸中的水氣在褶皺的丁腈橡膠膜表面形成水分子膜的瞬時導電作用——呼氣時水分子凝結(jié)成膜使得電極間的電阻降低，呼氣停止后水分子膜瞬間揮發(fā)并使得電極間的電阻增大，因此可以根據(jù)電阻變化引發(fā)的電流變化來探測呼吸；同時由于褶皺所引發(fā)的毛細作用，可以使材料分辨出呼吸的強弱；由于所選襯底可拉伸，因此探測材料具有良好的可拉伸性；同時原材料成本低廉，制備工藝簡便，因此還具有成本低的特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于柔性呼吸傳感器材料的制備方法及工藝領(lǐng)域，更具體的，涉及一種預拉伸釋放制備可拉伸呼吸探測材料的方法。

背景技術(shù)

可穿戴式人體呼吸狀態(tài)監(jiān)測的設(shè)計和開發(fā)在最近幾年里引來了眾多的關(guān)注，主要是由于醫(yī)療成本增加以及微型可穿戴傳感器、智能紡織品、微電子學、和無線通信等科學技術(shù)進步的推動，使得戴式人體呼吸狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可對穿戴者的日常活動的影響降到最低，以期實現(xiàn)低生理、心理負荷下的個人健康管理和對病人健康狀況實時監(jiān)護，比如早期預報睡眠呼吸暫停低通氣綜合癥等。因此可以極早預防各種并發(fā)癥的發(fā)生，提高患者的存活率。可穿戴監(jiān)測技術(shù)為實時監(jiān)測睡眠呼吸暫停低通氣綜合征病人的呼吸狀態(tài)提供了一種簡便方法。然而，目前醫(yī)療及健康探測系統(tǒng)中應(yīng)用于呼吸監(jiān)測傳感器的材料通常成本較高，制備過程復雜，難以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

因此，開發(fā)新型工藝來制備具有良好可拉伸性的低成本呼吸探測材料具有重要的實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡易的制備可拉伸呼吸探測材料的預拉伸釋放方法，用于解決現(xiàn)有材料成本較高，制備過程復雜，難以實現(xiàn)批量化生產(chǎn)等技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的可拉伸呼吸探測材料的方法，技術(shù)方案為

一種制備可拉伸呼吸探測材料的方法，包括如下步驟：

(1)將粘性可拉伸橡膠襯底進行一定程度的預拉伸；

(2)將丁腈橡膠膜直接粘貼在預拉伸的粘性可拉伸橡膠襯底上；粘性可拉伸橡膠襯底本身具有很高的粘性，此過程粘結(jié)劑不是必備材料；

(3)釋放預拉伸應(yīng)力，形成褶皺的丁腈橡膠膜，得到可拉伸呼吸探測材料。

優(yōu)選地，所述可拉伸橡膠襯底預拉伸率為未拉伸時原長的100％～500％。

優(yōu)選地，所述粘性可拉伸橡膠襯底為可拉伸超高粘性膠帶VHB。

本發(fā)明所制備的可拉伸呼吸探測材料的探測機制在于呼吸中的水氣在褶皺的丁腈橡膠膜表面形成水分子膜的瞬時導電作用——呼氣時水分子凝結(jié)成膜使得電極間的電阻降低(電流上升)，呼氣停止后水分子膜瞬間揮發(fā)并使得電極間的電阻增大(電流下降)，因此可以根據(jù)電阻變化引發(fā)的電流變化來探測呼吸；同時由于褶皺所引發(fā)的毛細作用，可以使材料分辨出呼吸的強弱；由于所選襯底可拉伸，因此探測材料具有良好的可拉伸性；同時原材料成本低廉，制備工藝簡便，因此還具有成本低的特點。

本發(fā)明的有益效果是：通過簡單易行的預拉伸-粘貼-釋放工藝步驟，可以制備出一種具有可拉伸呼吸探測材料，與目前的制備工藝相比，該技術(shù)具有簡單易行的制備工藝、極短的工藝周期、以及較低的成本。該方法不需要復雜的工藝步驟以及繁多的輔助材料，僅需要將丁腈橡膠膜粘貼在預拉伸的粘性可拉伸橡膠襯底上，并釋放預拉伸應(yīng)力(形成褶皺的丁腈橡膠膜)，即可制備出可拉伸呼吸探測材料，與目前常見的制備方法相比，具有極其優(yōu)異的工藝便利性。并且與目前常見的探測呼吸的半導體材料不同，該絕緣材料具有極佳的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為實例2-4所制備的可拉伸呼吸探測材料的形貌照片；圖2為實例2-4所制備的可拉伸呼吸傳感器的探測信號。