[發明專利]一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法

在審

• 申請號: 202210036768.9
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114334226A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 李美賢;任煜;張偉;張廣宇;莫慧琳
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H01B5/14
• 分類號: H01B5/14;H01B1/24;H01B13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法，本發明將一定量的聚乳酸加入到氯仿溶劑中，使高分子材料完全溶解，同時將一定量的氧化石墨烯水溶液分散到四氫呋喃或氯仿溶劑中，使其均勻分散后，加入聚乳酸溶液中，并調控攪拌溫度使氧化石墨烯還原為石墨烯，再利用旋涂法制備不同厚度的聚乳酸/石墨烯薄膜。本發明制備得到的透明聚乳酸/石墨烯薄膜具有優異的導電性和可彎曲性。另外，本發明公開的制備方法簡單、靈活，可有效控制薄膜的厚度，有利于進行大規模生產。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法。

背景技術

聚乳酸是一種環境友好的生物降解聚合物，由于其優良的力學性能以及其水解產物對人體和環境無害而備受關注。由于聚乳酸的性能問題，許多研究小組已經做了大量的努力，通過添加各種碳納米管，如碳納米管和石墨烯，來改善聚乳酸復合材料的機械性能和電導率。

石墨烯是由一層碳原子厚度組成的二維納米材料，由于其優異的電學性能、高透光率及高比表面積等特性，石墨烯在傳感器、半導體、醫學監視器等各種應用領域具有良好的應用前景。但是，石墨烯在聚合物中分散不均勻，會導致力學性能和電學性能等下降或不穩定。因此，諸多學者研究納米粒子表面處理及分散方法相關研究。

因此，本申請有必要提出一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法，以解決上述相關技術問題。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法，利用氧化石墨烯親水性的特征，將氧化石墨烯均勻分散到聚乳酸溶液后，通過加溫的方式使氧化石墨烯還原為石墨烯，制備得到聚乳酸/石墨烯可彎曲的導電透明薄膜，應用于傳感器、智能可穿戴電子等領域，具有良好的應用價值。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種可彎曲的聚乳酸透明導電薄膜的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟1、將一定量的聚乳酸加入到氯仿溶劑中，使高分子材料完全溶解，得聚乳酸溶液；

步驟2、將一定量的氧化石墨烯水溶液分散在四氫呋喃或氯仿溶劑中，使其均勻分散，得氧化石墨烯分散溶液；

步驟3、將步驟(2)中的氧化石墨烯分散溶液加入到步驟(1)中的聚乳酸溶液中，在一定溫度下使氧化石墨烯均勻分散在聚乳酸中，并調控攪拌溫度使氧化石墨烯有效還原為石墨烯；

步驟4、利用旋涂法制備不同厚度的聚乳酸/石墨烯薄膜；

步驟5、干燥步驟(4)得到的聚乳酸/石墨烯薄膜，使溶劑完全揮發。

優選地，所述步驟(1)中，聚乳酸的分子量為M_w＝212921,聚乳酸的濃度為0.05～0.5g/ml，聚乳酸的溶解溫度為25℃，溶解時間為24小時。

優選地，所述步驟(2)中，氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的濃度為6.2g/L,大小為0.5～5μm。

優選地，所述步驟(3)和步驟(2)中的氧化石墨烯的質量分散為0.1～3.5wt％，所述步驟(1)中的聚乳酸的質量分數為0.1～3.5wt％；所述步驟(3)中攪拌溫度及石墨烯還原溫度為40～70℃。

優選地，所述步驟(4)中，旋涂法的旋轉速度為100～250rpm。

優選地，所述步驟(5)中，干燥溫度為25～60℃。

本發明有益效果：

1、本發明利用親水性氧化石墨烯水溶液，將氧化石墨烯均勻分散在聚乳酸溶液中，并通過旋涂方法，制備了聚乳酸/石墨烯薄膜，該聚乳酸/石墨烯薄膜不僅具有較高導電性能，同時還具有可彎曲性的透明性能。