[發明專利]一種基于雙向形狀記憶的溫度傳感導電高分子復合材料

在審

• 申請號: 201710025710.3
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106832879A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 周興東;羅洪盛;王華權;袁圣杰;易國斌;姬文晉;李韻捷;曾雄光
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L67/04;C08K7/00;C08K3/08;C08J5/18
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

技術領域

本發明提供一種雙向(two-way)形狀記憶高分子復合材料及導電材料領域機理，具體涉及一種具有導電網絡結構的導電金屬納米線、和具有雙向功能的溫度傳感功能的復合材料及制備方法。

背景介紹

最近幾年來科研學者在形狀記憶高分子材料領域不斷取得新的研究進展。其形狀記憶高分子(Shape memory polymer)材料是一類具有在外界條件變化(如溫度，濕度，光，電磁等)的刺激下從而產生感知。具體的是當它的初始形狀發生形變后，在額外刺激下，做出相應調整使其最終恢復至原始形狀。形狀記憶高分子其具有形變量大、易賦形、加工容易、響應可調節、質量輕、價格低廉、種類豐富等諸多優點，因此該類材料在智能傳感、生物醫療、航天航空、智能紡織、自修復等領域具有廣闊的應用前景。

本專利基于形狀記憶高分子材料，公開了一種基于雙向形狀記憶的溫度傳感導電高分子。其實現在熱觸發下雙向的電傳感形狀記憶性能，具體指的是溫度升高時形變回復，縮短，電導率上升；溫度降低時變長電導率下降。因此本發明提供一種制備雙向形狀記憶的溫度傳感高分子的制備方法以及展現此功能中機械手段。第一次實現通過高分子以及納米導電材料來展示熱縮冷拉的逆反機理。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種能夠實現雙向感應的基于雙向形狀記憶的溫度傳感高分子復合材料，能夠實現在溫度下變形，具體的是在一個持續外力下，先溫度升高時膜被拉伸至平衡，冷卻后固定形狀電信號下降至平衡，然后低電壓下(避免熱效應)，溫度升高時，該復合材料能夠實現不同程度的形狀上升，電導率也隨之上升，撤去刺激時，復合材料下降至平衡，電導率也隨之緩慢下降至平衡。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種具有雙向形狀記憶的溫度傳感高分子復合材料,其組分包括彈性網絡結構形狀記憶高分子材料以及可逆結晶相的PCL材料和納米導電材料。

本發明的具有多重刺激響應的雙向形狀高分子復合材料,

由如下組分和質量百分數組成：

1.納米導電材料，用量為1％-2％

2.彈性網絡結構形狀記憶高分子材料，用量為39％-99％

3.可逆結晶相的PCL材料，用量為0％-59％

所述的可逆結晶相的PCL材料和彈性網絡結構形狀記憶高分子材料即熱塑性的聚己內酯(PCL)(Mn＝80000)和聚氨酯(SMPU)高分子。

所述的納米導電材料為的納米銀線、納米粉末如(納米銅粉、納米銀粉)等具有高導電性的導電物質。

本發明提供了制備上述具有雙向形狀記憶的溫度傳感高分子復合材料的制備方法。具體的包括以下步驟：以形狀記憶聚氨酯為基體，加入熱塑性聚己內酯，再將高分子復合材料的共混溶液滴涂在納米導電材料基體，除去導電基體上的共混溶液的溶劑制得。

優選的，所述的制備工藝中形狀記憶材料聚氨酯為體溫型的高分子基體，添加熱塑性聚己內酯，質量百分比范圍為0％-60％，溶于有機溶劑中，加熱攪拌超聲均勻。然后利用合成的納米銀線通過滴涂或旋涂等方法在玻璃基底上得到一層致密的導電網絡，將制備好的共混高分子材料滴涂鋪展在導電納米材料表面上，先在烘箱70℃-80℃下干燥12小時，最后再放入真空干燥箱在70℃下左右真空干燥24小時。獲得具有雙向形狀記憶的溫度傳感導電高分子復合材料

上述有機溶劑是N,N二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、N,N二甲基甲酰胺或者是四氫呋喃中的一種。

與現有技術相比較，本發明有提供一種雙向形狀記憶的溫度傳感高分子復合材料制備方法，具有如下效益：

該方法的制備過程簡單，易操作，且原材料的選擇性多樣。制備得到的雙向形狀記憶的溫度傳感高分子復合材料擁有特殊的形貌，同時實現雙向電傳感的功能。

附圖說明

圖1操作示意圖

圖2實體圖

圖3導電膜雙向功能的電流，溫度，長度圖

圖4膜的電鏡圖

具體實施方式

為了使本發明的技術手段，創作特征，達成目的與功效易于明白，下面通過具體的實施例對本發明進行進一步的詳細說明。有必要指出一下的實施例是本發明的保護范圍。

實施例1

1.將1-3mg的納米銀線溶解于乙醇溶液中，攪拌并超聲。將其滴涂或旋涂在基體上。并烘干。

2.熱塑性的聚己內酯(PCL)與體溫型的形狀記憶聚氨酯SMPU溶解于N,N二甲基乙酰胺(DMAC)中，其比例是PCL：SMPU＝1:9。加熱攪拌并超聲一段時間，使溶液均勻。