[發明專利]一種響應性納米復合聚合物導電薄膜的制備方法

有效

• 申請號: 202011618040.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112768113B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 秦海利;周成林;從懷萍
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H01B1/22
• 分類號: H01B1/22;H01B13/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

1.一種響應性納米復合聚合物導電薄膜的制備方法，其特征在于：

首先將含有功能性基團的小分子與金屬納米材料以動態共價鍵的方式復合，獲得納米復合物；隨后將所述納米復合物在可聚合單體的存在下，通過加入引發劑，在外部環境刺激下快速發生自由基聚合反應，即可獲得納米復合有機凝膠；納米復合有機凝膠在有機溶劑中溶解后，將其與導電金屬納米線混合構成的前驅體溶液在基底涂布，烘干溶劑，最終獲得響應性納米復合聚合物導電薄膜；

所述納米復合聚合物導電薄膜的網絡孔徑結構具有層次規律性，表現出靠近空氣上表面側網絡孔徑小，靠近基底下表面側網絡孔徑大，且自上表面到下表面，表現出規律性增大；

制備方法包括如下步驟：

步驟1：金納米顆粒的功能性表面修飾

在金屬納米材料分散液中加入功能性修飾體，室溫下超聲30s，使得巰基小分子在金屬納米顆粒表面成功吸附，得到表面修飾后的功能性金屬納米顆粒分散液；

步驟2：納米復合有機凝膠的制備

在氮氣保護下，向步驟1獲得的表面修飾后的功能性金屬納米顆粒分散液中加入液態有機單體和光引發劑，超聲混合均勻后置于真空干燥箱中，除去溶液中溶解的氧氣，隨后置于紫外燈箱中聚合反應30min，冷卻至室溫，即得納米復合有機凝膠；

步驟3：納米復合聚合物導電薄膜的制備

將新制備的納米復合有機凝膠置于有機溶劑中溶解，利用納米復合有機凝膠的熱致變稀和可溶解性，使線性高分子聚合物鏈從納米復合有機凝膠中溶解出，形成在有機溶劑中均勻分散的線性高分子聚合物鏈溶解液；再將金屬納米粒子溶液與線性高分子聚合物鏈溶解液混合，形成前驅體溶液；隨即將前驅體溶液均勻涂布于基底上，置于真空干燥箱，除去有機膜中有機溶劑，再將有機膜與基底分離，即可得到自支撐、響應性納米復合聚合物導電薄膜。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1中，所述金屬納米材料為零維球形的金納米粒子材料；所述功能性金屬納米顆粒分散液的濃度為0.1-1.0mg/mL。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟1中，所述功能性修飾體為包含有巰基和苯環的功能性小分子，添加質量與金屬納米材料分散液體積的比例為5mg/mL。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，所述有機單體為甲基丙烯酸苯酯，有機單體的加入體積為混合后有機凝膠反應液體積的80％。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟2中，所述光引發劑為2-羥基-4’-(2-羥乙氧基)-2-甲基苯丙酮，光引發劑的添加質量為金屬納米材料分散液質量的0.1％。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟3中，所述有機溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺或二氯甲烷，有機溶劑的加入體積與納米復合有機凝膠體積比為10:1。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于：

步驟3中，所述金屬納米粒子為一維線形的銀納米線；混合后前驅體溶液中金屬納米粒子的濃度為5mg/mL。