[發明專利]淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201910492844.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110305353A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 胡飛;賀非凡
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C09D165/00;C09D125/18;C09D5/24;C08L3/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;隆翔鷹

本發明公開了一種淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜及其制備方法，所述方法包括如下步驟：（1）制備淀粉基底膜；（2）制備復合導電液；（3）制備柔性導電膜。所述方法制備的淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜，通過導電聚合物鏈和金屬納米線之間的電荷載流子傳輸，雜化膜的體電導率可以顯著提高，這有助于通過電子跳躍機制進行電荷傳輸。這種電荷轉移又通過有效釘扎價帶內的費米能級和來自納米金屬的電荷載流子流入，導致淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜的電導率增加，其導電性能高于相同沉積密度的淀粉基底AgNW導電膜。

技術領域

本發明涉及高分子導電膜復合材料技術領域，具體涉及一種淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜及其制備方法。

背景技術

隨著電子產品更新速度的加快，柔性電子材料因其重量輕、可折疊、不易破碎、便于運輸、設備投資少等優點越來越受到關注。目前應用最廣泛的柔性襯底膜有PET膜、聚碳酸(PC)、聚乙烯醇(PVA)等，但這些材料均為石油化工產品，不易降解，不可再生，易造成嚴重的環境和生態問題，且為了實現基底膜與導電材料更好的結合，常常需對柔性襯底表面進行活性處理，這不但提高了成本，還可能降低基底膜的透光率。

透明導電金屬薄膜主要包括Ag、Au和Cu等，這類金屬薄膜由于其自由載流子的濃度約為10²⁰個/cm³，在可見光區具有很強的吸收，因此要制備成透明電極，要求所沉積的薄膜非常薄，其厚度一般在10nm左右。薄膜太厚，透過率則很低；太薄，金屬薄膜則很難形成完整的薄膜，以島狀形式存在，導致薄膜具有很高的電阻率和反射率，因此，制備出高質量的透明導電金屬薄膜難度具有挑戰性。

氧化銦錫(ITO)作為傳統的透明導電材料在工業界獲得了廣泛應用，但是，銦元素在地殼中的含量極低、其可供應量逐年下降，且ITO材料剛性強，在彎曲應力下易斷裂，導致ITO難以勝任未來柔性透明導電薄膜的應用需求。作為ITO極有潛力的替代方案，金屬納米線、金屬網格、碳納米管、石墨烯已被大量研究。國內外研究將一維金屬導電材料銀納米線嵌入淀粉基底膜，制備出淀粉基底銀納米線柔性透明導電膜，實現生物質原料與光電材料的結合。但由于銀納米線在淀粉基底膜表面松散搭接，不僅影響導電膜機械穩定性，也使其粗糙度增大易導致光電器件短路，此外銀納米線暴露在空氣中容易氧化而導致方塊電阻增大。

發明內容

為了解決現有技術問題中存在的問題和不足，本發明的目的在于提供一種淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜及其制備方法。

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供了一種淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)制備淀粉基底膜：將淀粉加入去離子水中，得淀粉溶液，向淀粉溶液中添加三氯氧磷，攪拌，糊化，再加入乙二醇，攪拌、超聲波處理、離心，得淀粉乳溶液，將淀粉乳溶液成膜，烘干，得淀粉基底膜；

(2)制備復合導電液：將乙二醇加入聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)溶液中，超聲波處理，得有機導電液；將有機導電液與銀納米線(AgNW)溶液混合，得復合導電液；

(3)制備柔性導電膜：在將步驟(1)得到的淀粉基底膜上滴加步驟(2)得到的復合導電液，旋涂，干燥，得淀粉基底AgNW/PEDOT柔性導電膜。

優選地，步驟(1)淀粉溶液中淀粉與去離子水的質量比為5％-7％；三氯氧磷的體積與淀粉的質量比為(0.1-0.2)mL/g；所述糊化的溫度為80-100℃，時間為0.5-2h；乙二醇的體積與淀粉的質量比為(0.3-0.6)mL/g；所述烘干的溫度為40-60℃，烘干的時間為10-15h。

優選地，步驟(2)中聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液的質量濃度為(0.5-1)g/ml；乙二醇與聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸溶液的體積比為2％-10％；