[發明專利]具有自清潔、自供電功能的壁虎仿生納米纖維絨摩擦發電織物及其制備方法

在審

• 申請號: 202210642503.3
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN114836873A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 徐思峻;馮玲玲;馮俊丹;張成蛟;姚理榮
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: D03D15/283
• 分類號: D03D15/283;D03D15/292;D03D15/533;D06C11/00;D01D5/30;D06B3/10;H02N1/04;D06M13/513;D06M15/643;D06M101/24;D06M101/36
• 代理公司: 北京卓恒知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11394
• 代理人: 梁嬌旸;唐曙暉

1.一種具有自清潔、自供電功能的壁虎仿生納米纖維絨摩擦發電織物的制備方法，包括以下步驟：

S1、將聚間苯二甲酰間苯二胺溶于有機溶劑中溶脹，加入第一助溶劑攪拌至溶解，獲得聚間苯二甲酰間苯二胺溶液；

S2、將聚乙烯醇于有機溶劑中，并加入第二助溶劑，攪拌溶解獲得PVA溶液；

S3、聚間苯二甲酰間苯二胺為島，PVA為海，以通過共混紡絲法或共軛復合紡絲法得到聚間苯二甲酰間苯二胺/PVA復合絲；

S4、以聚間苯二甲酰間苯二胺/PVA復合絲為經紗，以導電紗為緯紗，將其織成織物，用拉毛裝置(例如鋼針拉毛機)對織物進行揉抓，得到穩定致密的絨毛；

S5、將絨毛部分先浸入涼水中進行溶脹，溶脹時不斷攪拌，使PVA在水中充分分散，使水溫升高并保溫直到其溶解，即得到具有海島結構的納米纖維絨織物；

S6、將納米纖維絨織物浸漬于硅烷偶聯劑(例如氟硅烷如全氟辛基三乙氧基硅烷、全氟辛基三甲氧基硅氧烷、全氟癸基三乙氧基硅烷)和/或硅氧烷(例如聚二甲基硅氧烷(PDMS))處理劑中對其進行疏水處理，制得具有自清潔納米纖維絨織物。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，步驟S1中所述有機溶劑為酰胺類溶劑例如N,N二甲基乙酰胺(DMAC)，N,N-二甲基甲酰胺等；和/或

聚間苯二甲酰間苯二胺與有機溶劑的質量比為1:4～35，優選1:5～30，優選1:6～25，優選1:7～20，優選1:8～15；和/或

步驟S1中所述助溶劑為氯化鋰(LiCl)和/或氯化鈣(CaCl₂)；和/或

步驟S1中所述聚間苯二甲酰間苯二胺與第一助溶劑的質量比為1:0.05～0.9，優選1:0.1～0.85，優選1:0.15～0.8，優選1:0.2～0.75，優選1:0.25～0.7，優選1:0.3～0.65，優選1:0.35～0.60，優選1:0.4～0.55，優選1:0.45～0.50。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，步驟S1中所述聚間苯二甲酰間苯二胺的分子量為1800～30000，優選2000～28000，優選3000～25000，優選5000～22000，優選6000～20000，優選7000～18000，優選8000～15000，例如10000、12000或13000；和/或

所述步驟S1中溶脹溫度和水浴攪拌溫度為50℃～80℃，優選55～65℃，優選約60℃，溶脹時間為1～3h，優選1.5～2.5h。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的制備方法，其中步驟S2中，按照配制溶液時的溶質質量比，海島比為1.5～4:2～4，優選1～3:2～4，優選1.5～2.5：2～4；和/或

步驟S2中所述有機溶劑為砜類溶劑例如二甲亞砜(DMSO)；和/或

步驟S2中所述第二助溶劑為乙二醇、丙二醇或丙三醇中的一種或多種。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的制備方法，其中，步驟S2中所述PVA、第二助溶劑與有機溶劑的質量比為60：0.05～3：20～120，優選，60：0.1～1：25～80，優選60：0.1～0.5：20～120，優選60：0.1～0.3：30～60；和/或

步驟S2中，所述高溫高壓反應釜壓力控制在0.1MPa～0.5MPa，升溫至140～165℃，優選155～160℃，優選157～159℃，例如158℃，保溫時間0.5-3h。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的制備方法，其中，所述步驟S3所述PVA溶液與聚間苯二甲酰間苯二胺溶液海島比為1:1.4～6，優選1:1.5～5，優選1:1.5～4，優選1:2.0-3.0。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的制備方法，其中，所述步驟S5中水溫升至80～100℃，優選85～95℃，優選87～92℃，保溫30～60min。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的制備方法，其中，所述步驟S6中所述納米纖維觸絨織物與硅烷和/或硅氧烷處理劑的比例為0.3～1：0.2～3。