[發明專利]一種電驅動形狀記憶高分子微層復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201911102562.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110746629B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 王可;葉碧鋒;王悅輝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學中山學院
• 主分類號: D06M11/74
• 分類號: D06M11/74;D06M15/00;D06M15/227;D06M15/564;D06M15/507;D06M15/693;D06M101/40
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

1.一種電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，包括彈性恢復層(1)和驅動轉換層(2)，其特征在于：所述彈性恢復層(1)是由彈性體材料組成；所述驅動轉換層(2)由剛性高分子材料和碳纖維編織物制成；所述的碳纖維編織物是由表面生長氣相碳纖維和石墨烯的碳纖維編織層構成。

2.根據權利要求1所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，其特征在于：所述彈性恢復層(1)的厚度為50-500um，所述驅動轉換層(2)的厚度為50-500um。

3.根據權利要求1或2所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，其特征在于：所述彈性恢復層(1)的彈性體材料是聚烯烴類熱塑性彈性體、聚氨酯類熱塑性彈性體、聚酯類彈性體或熱固性橡膠彈性體中的任意一種或多種的混合物。

4.根據權利要求1所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，其特征在于：所述的剛性高分子材料是聚己內酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚砜或聚苯硫醚中的任意一種或多種的混合物。

5.根據權利要求4所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，其特征在于：所述的碳纖維編織物厚度為0.040-0.205mm，所述碳纖維編織層的厚度為0.03-0.20mm。

6.根據權利要求4或5所述電驅動形狀記憶高分子微層復合材料，其特征在于：所述碳纖維編織物表面的氣相碳纖維直徑為0.1-1um，所述碳纖維編織物表面的石墨烯厚度為1-500nm。

7.一種根據權利要求1～6中任一項所述電驅動形狀記憶高分子微層復合材料的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1,將單絲數量為1-12k的碳纖維絲束編織成大面積連續層狀，形成碳纖維編織層，并收卷；

S2,將上述碳纖維編織層利用化學氣相沉積法在其表面連續生長氣相碳纖維，在N2保護條件下，溫度為500℃，通氫氣并在溫度為1100℃的條件下，將液態苯注入反應爐體內，持續反應3h，獲得表面帶有氣相碳纖維的碳纖維編織層；

S3,將S2形成的沉積氣相碳纖維的碳纖維編織層利用化學氣相沉積法在其表面連續沉積石墨烯薄膜，連續式隧道爐，制備溫度為550℃，制成碳纖維編織物，收卷備用；

S4,將S3制成的連續卷狀碳纖維編織物通過浸漬法在驅動轉換高分子材料溶液中連續浸漬，走線速度為0.0017-0.1666m/s，烘烤溫度為80-150℃，揮發掉有機溶劑，獲得導電的驅動轉換層；

S5,將S4制成的所述導電的驅動轉換層的一測噴涂彈性恢復高分子溶液，走線速度為0.0017-0.1666m/s，烘烤溫度為50-120℃，揮發掉有機溶劑，獲得電驅動形狀記憶高分子微層復合材料。

8.根據權利要求7所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中的驅動轉換高分子溶液的溶劑是丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種組合物。

9.根據權利要求7所述的電驅動形狀記憶高分子微層復合材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S5中的彈性恢復高分子溶液的溶劑是丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種組合物。