A flexible composite polymer film containing carbon nanotubes and silver nanoparticles is prepared from carbon nanotubes, silver nanoparticles, ionic liquids, silver nanowires and polyvinylidene fluoride, in which one-dimensional carbon nanotubes are effectively dispersed between benzene-modified silver nanoparticles (AgNP), ionic liquids (IL) and silver nanowires (AgNF) and form a continuous three-dimensional interpenetrating conductive network. Interpenetrating conductive networks (IPNs) are loaded on polyvinylidene fluoride (PVDF) matrix materials to form stretchable flexible composite polymer films with high conductivity. The conductivity of the prepared flexible composite polymer film is 1500 2000S/cm. The invention also provides a preparation method of flexible composite polymer film containing carbon nanotubes and nano silver.
【技术实现步骤摘要】
含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜及其制备方法
本专利技术涉及一种高导电的柔性薄膜材料领域,特别涉及一种含碳纳米管和纳米银的高导电柔性复合聚合物薄膜及其制备方法。
技术介绍
伴随着人工智能领域的飞速发展,弯曲显示屏、可穿戴设备、仿生电子皮肤、多功能传感器以及软体机器人等新一代电子器件对导电材料领域提出了可弯曲、可打印、可拉伸等方面的性能要求。正是在这一背景下,研发高导电,可拉伸的柔性薄膜材料引起了广泛的研发兴趣。目前制备这类材料的常用手段是在弹性聚合物薄膜中混合一定比例的金属纳米导体或者一维碳纳米管,因为此策略兼顾了有机弹性体受拉伸可形变的特性,以及无机纳米导体的高电导性。但现实的问题是,通过简单的混合所制备的柔性复合薄膜往往在被拉伸后其导电率明显降低。这主要是由于无机纳米导体在聚合物材料里相容性低,分散性差等因素导致形成了不连续的导电网络造成的。具体来说是,碳纳米管由于管间的范德华力很强,在聚合物薄膜中更容易发生自聚效应,无法形成即便是在拉伸状态下也能保持连续的导电通路。因此,解决碳纳米管在弹性薄膜中均匀分散是一项关键的技术难题。另一方面,从材料的性能和制作成本等角度考虑,仅添加碳纳米管来实现复合薄膜的高电导性往往是不足的。虽然进一步添加金属纳米导体可以显著提高薄膜材料的电学性能,但对复合工艺和方法提出了更高的技术要求。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供一种含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,所述聚合物薄膜的制备原料包括:碳纳米管、银纳米粒子、离子液体、纳米银线和聚偏二氟乙烯,其中,一维碳纳米管在苯修饰的银纳米粒子(AgNP),离子液 ...
【技术保护点】
1.一种含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述聚合物薄膜的制备原料包括:碳纳米管、银纳米粒子、离子液体、纳米银线和聚偏二氟乙烯,其中,一维碳纳米管在苯修饰的银纳米粒子(AgNP),离子液体(IL)和纳米银线(AgNF)之间有效地分散,并形成连续的三维互穿导电网络,所述互穿导电网络负载于聚偏二氟乙烯(PVDF)基体材料中形成可拉伸的高导电柔性复合聚合物薄膜。
【技术特征摘要】
1.一种含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述聚合物薄膜的制备原料包括:碳纳米管、银纳米粒子、离子液体、纳米银线和聚偏二氟乙烯,其中,一维碳纳米管在苯修饰的银纳米粒子(AgNP),离子液体(IL)和纳米银线(AgNF)之间有效地分散,并形成连续的三维互穿导电网络,所述互穿导电网络负载于聚偏二氟乙烯(PVDF)基体材料中形成可拉伸的高导电柔性复合聚合物薄膜。2.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述碳纳米管为多壁碳纳米管(MWCNT);所述的碳纳米管为平均直径10-15nm,长度10-15μm。3.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述纳米银线的平均直径为8-12nm,长度为8-12μm。4.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述的银纳米粒子的平均大小为3-5nm。5.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所述离子液体为咪唑类离子液体,咪唑类离子液体的阳离子为1-乙基-3甲基咪唑、1-丁基-3甲基咪唑、1-己基-3甲基咪唑的任意一种;阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸盐根、双三氟甲磺酸酰亚胺根的任意一种。6.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:形成所述三维互穿导电网络后,通过热退火处理,三维互穿导电网络负载于聚偏二氟乙烯(PVDF)基体材料中形成可拉伸的高导电柔性复合聚合物薄膜。7.根据权利要求1所述的含碳纳米管和纳米银的柔性复合聚合物薄膜,其特征在于:所制备的柔性复合聚合物薄膜的电导率为:1500-2000S/cm。8.一种含碳纳米管和纳米银的柔性复合...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈振,赵琦,杨劲光,
申请(专利权)人:华碳研发深圳有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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