【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种导电纳米纤维及其制备方法与应用,属于电子材料、功能材料以及纳米材料
技术介绍
导电纳米纤维在抗静电、新能源、生物、传感器、太阳能电池、柔性电子、可穿戴电子等方面具有广泛的应用前景。制备一维纳米结构的方法有很多,例如模板法、自组装、界面聚合等。而静电纺丝技术是这些方法中使用最多和应用最广。静电纺丝是一种利用高压电场将溶液或熔体制备成纳米纤维的加工方法。电纺丝制备的纤维直径在几纳米到几微米之间。与其他合成和制造一维纳米结构材料的加工方法相比,电纺丝技术具有设备简单、过程简单、有效、广泛的适用性和低廉的成本等诸多优点。目前静电纺丝已成为制备超长、超细、具有均一直径的实心或空心纤维最简单和最实用的方法之一。目前,利用高压静电纺丝技术不仅可以实现多种材料(聚合物、无机物、聚合物/聚合物复合材料、聚合物/无机复合材料等)一维纳米结构的构筑,而且可以实现纳米结构的尺寸、形貌可控。静电纺丝纳米纤维具有比表面积大、直径小等优点,在柔性电子器件、过滤防护、新能源、食品工程等领域都具有巨大的应用潜力。目前通过静电纺丝技术制备导电纳米纤维多数是聚合物,导电聚合物具有很好的柔性和较轻的重量等优点,其中具有代表性的是聚苯胺、聚3,4-乙烯基二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸。但由于纯的聚苯胺通过静电纺丝获得状态稳定且连续的纤维较为困难,所制备的纳米纤维脆性较大,严重限制其应用。此外,导电聚合物 ...
【技术保护点】
一种导电纳米纤维方法,其特征在于,导电纳米纤维的成分含有金属和树脂基体,树脂基体包括树脂、固化剂和助剂,其中金属是银和铜中的一种或两种或其合金;采用静电纺丝技术制备导电纳米纤维,其具体制备方法步骤包括:(1)纺丝体系的配制:将含有银或/和铜的原料溶解或分散于溶剂中,加入树脂基体,配得纺丝液,该液体中含银或/和铜的原料、树脂、固化剂和助剂在纺丝液体系中的质量百分数分别为2‑80%、1‑60%、0‑20%、0‑40%;(2)静电纺丝过程:将步骤(1)中制备的纺丝液注入容器中,使用高压电源,在2‑100kV电压条件下进行纺丝,喷丝口与接收装置之间的距离范围0.5‑80cm;(3)热处理过程:将步骤(2)中的得到的产品,在30‑400℃条件下处理0.001‑500小时,得到导电纳米纤维。
【技术特征摘要】
1.一种导电纳米纤维方法,其特征在于,导电纳米纤维的成分含有金属
和树脂基体,树脂基体包括树脂、固化剂和助剂,其中金属是银和铜中的
一种或两种或其合金;采用静电纺丝技术制备导电纳米纤维,其具体制备
方法步骤包括:
(1)纺丝体系的配制:将含有银或/和铜的原料溶解或分散于溶剂
中,加入树脂基体,配得纺丝液,该液体中含银或/和铜的原料、树脂、固
化剂和助剂在纺丝液体系中的质量百分数分别为2-80%、1-60%、0-20%、
0-40%;
(2)静电纺丝过程:将步骤(1)中制备的纺丝液注入容器中,使用
高压电源,在2-100kV电压条件下进行纺丝,喷丝口与接收装置之间的距
离范围0.5-80cm;
(3)热处理过程:将步骤(2)中的得到的产品,在30-400℃条件下
处理0.001-500小时,得到导电纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中纺丝电压
为8-20kV,步骤(3)中温度为80-170℃,处理时间为0.3-5小时。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的树脂,可以是,
但不限于聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇缩丁醛
(PVB)、聚乙二醇(PEG)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯
(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚苯乙烯(PS)、环氧树脂、丙烯
酸树脂、聚酯、聚氨酯、硅树脂、硅丙树脂、氯醋树脂、酚醛树脂、烯丙
酯类树脂、碳酸烯丙酯、醇酸树脂、纤维素、丁氰橡胶、阿拉伯树胶、明
胶等其中的一种、二种或几种,优选环氧树脂、聚氨酯、PVB和PVP。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的固化剂,可以
是,但不限于胺类固化剂、酸酐类固化剂、多异氰酸酯类固化剂、三羟甲
基丙烷、4,4’-二胺基二苯甲烷、四异丙氧基钛、过氧化苯甲酰、过氧化氢
异丙苯、过氧化环己酮等其中的一种、二种或几种;所述的胺类固化剂,
可以是,但不限于乙烯基三胺、氨乙基哌嗪、异佛尔酮二胺、二氨基环己
烷、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二丙烯三胺、二甲
胺基丙胺、二乙胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、二已基三胺、已二胺、
三甲基已二胺、二乙胺、间苯二胺、间苯二甲胺、二氨基二苯基甲烷、二
氨基二苯基砜、间氨基甲胺、联苯胺、氯邻苯二胺、双苄胺基醚等其中的
一种、二种或几种;所述的酸酐类固化剂,可以是,但不限于邻苯二甲酸
\t酐、四氢邻苯二甲酸酐、偏苯三甲酸酐甘油酯、聚壬二酸酐、聚癸二酸
酐、桐油酸酐、647...
【专利技术属性】
技术研发人员:邱业君,张立文,王凯强,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳研究生院,
类型:发明
国别省市:广东;44
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