[發(fā)明專利]一種可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜的制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110241278.8 | 申請日： | 2021-03-04 |
| 公開（公告）號： | CN113005644B | 公開（公告）日： | 2022-08-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王黎明;石佳;覃小紅;俞建勇 | 申請（專利權(quán)）人： | 東華大學(xué) |
| 主分類號： | D04H1/728 | 分類號： | D04H1/728;D04H1/4358;D01F1/09;D06C7/00 |
| 代理公司： | 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31233 | 代理人： | 魏峯 |
| 地址： | 201620 上海市*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 拉伸 愈合 熱電 復(fù)合 薄膜 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜的制備方法。該方法包括：將具有自愈合功能的彈性聚合物溶解于溶劑中，將導(dǎo)電納米填料分散于得到的溶液中，得到紡絲液，靜電紡絲制備取向排列、緊密堆積的納米纖維膜，然后熱處理，利用聚合物基體的自愈合功能得到致密的復(fù)合薄膜。該方法工藝簡單、易操作、周期短、可控性高，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，制備得到的熱電復(fù)合薄膜具有較好的自愈合功能和柔韌性以及可拉伸性能，可應(yīng)用于可穿戴電子器件領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于熱電薄膜材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜的制備方法。
背景技術(shù)
熱電材料利用賽貝克效應(yīng)和帕爾貼效應(yīng)，而不需要借助外部介質(zhì)就可實(shí)現(xiàn)熱能與電能之間的相互轉(zhuǎn)換，具有無機(jī)械運(yùn)動部件、無噪聲、尺寸小、無污染、適用溫度范圍廣等突出優(yōu)勢，在可穿戴領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。材料的熱電性能一般通過無量綱的熱電優(yōu)值zT來評價，zT＝σS2T/κ，σ為電導(dǎo)率，S為賽貝克系數(shù)，κ為熱導(dǎo)率，T為絕對溫度，σS2為功率因子。其中，聚合物基納米復(fù)合薄膜同時兼具聚合物基體的柔性和低熱導(dǎo)率以及納米填料優(yōu)異的電傳輸性能，近年來受到人們的廣泛關(guān)注和研究。
靜電紡絲技術(shù)是一種制備柔性聚合物薄膜的簡單有效方法，但其在熱電領(lǐng)域的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道[專利CN109295707A；專利CN110676369A]。這主要是因?yàn)殪o電紡絲得到的薄膜為納米纖維膜，納米纖維之間存在大量的孔隙，導(dǎo)致薄膜的電傳輸性能較差。更重要的是，聚合物基熱電材料的力學(xué)性能通常較差，熱電材料在實(shí)際應(yīng)用過程中，不可避免地會面臨各種損傷問題，小至內(nèi)部微小裂紋，大至材料斷裂失效，從而導(dǎo)致熱電材料的性能急劇惡化。因此，具有自修復(fù)功能的熱電材料開始受到人們的關(guān)注。但現(xiàn)有相關(guān)研究仍處于起步階段。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜的簡易制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中熱電材料不能兼具較好自修復(fù)功能和熱電性能的缺陷。
本發(fā)明提供一種可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜的制備方法，包括：
(1)將具有自愈合功能的彈性聚合物溶解于溶劑中，將導(dǎo)電納米填料分散于得到的溶液中，得到紡絲液，其中導(dǎo)電納米填料與具有自愈合功能的彈性聚合物的質(zhì)量比值為0～0.4，且不為0，具有自愈合功能的彈性聚合物在紡絲液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～25wt％；
(2)將步驟(1)中紡絲液靜電紡絲，以高速滾筒或平行金屬板電極為接收板，制備高度取向、緊密堆積的納米纖維膜，然后熱處理，利用聚合物基體的自愈合功能得到致密的復(fù)合薄膜，最終得到性能較好的可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(1)中具有自愈合功能的彈性聚合物為具有自愈合功能的聚氨酯彈性體。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(1)中溶劑為DMF。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(1)中導(dǎo)電納米填料為碳納米管、石墨烯、Bi2Te3納米顆粒、Bi2Te3納米線、Te納米線、MoS2納米片、TiS2納米片、MXene納米片中的一種或幾種。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(2)中靜電紡絲的工藝參數(shù)為：紡絲噴頭為針式噴頭，紡絲電壓為10-20kV，接收距離為15-20cm，紡絲溫度為25-30℃，環(huán)境相對濕度為30-65％，注射泵推進(jìn)速度為0.5-1ml/h。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(2)中納米纖維膜的厚度為20～300μm。
優(yōu)選地，上述方法中，所述步驟(2)中熱處理的溫度為80～150℃，熱處理的時間為5～120min。
本發(fā)明還提供一種上述方法制備得到的可拉伸自愈合熱電復(fù)合薄膜。
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