一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法，所述制备方法包括：(1)芳纶溶液制备；(2)芳纶/石墨烯/导电高分子单体溶液制备；(3)芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶制备；(4)芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物制备；(5)芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料制备。本发明专利技术所制备的芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料导电性高、柔韧性好，并同时具有高压缩形变性能和高抗疲劳性能。

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法
本专利技术涉及柔性可穿戴电子器件
，特别涉及一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法。
技术介绍
能够将机械形变转化为电信号的柔性压力传感材料是电子皮肤、可穿戴设备、柔性显示器、生物监测器等多种传感设备中的重要结构元件，也是开发新型、高灵敏度传感器的重点。因其优秀的导电性、稳定性和柔韧性等优点，基于石墨烯及其衍生物的压力传感材料备受关注。石墨烯及其衍生物材料的可压缩性可以通过3D打印法、冷冻法、水热法等多种方法实现，然而，石墨烯材料的抗疲劳性能较差，当施加高压缩应变时，会导致材料结构的破坏和传感灵敏度的降低。同时具备高压缩形变性能和高抗疲劳性能的石墨烯压力传感材料比较少见。为了提高石墨烯材料的压缩形变能力和抗疲劳性能，多种有机物高分子和无机物被掺杂入材料结构中。CN108045032A公开了一种基于石墨烯的导电传感织物的制备方法，采用三维编织与复合技术，将石墨烯导电纱线与普通纱线混合编织，获得具有三明治结构的压力-电阻传感监测织物。CN107本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n(1)芳纶预处理：将芳纶加入二甲亚砜/水/强碱体系中搅拌剥离，水洗后，用去离子水配制成芳纶溶液，保存备用；/n(2)称取石墨烯和导电高分子单体，加入到步骤(1)制备的芳纶溶液中，搅拌，制得芳纶/石墨烯/导电高分子单体溶液，备用；/n(3)向步骤(2)制备的溶液中加入引发剂、还原剂和表面活性剂，搅拌后，倒入反应釜密封静置，得到芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶；/n(4)将步骤(3)制备的芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶水洗后，冷冻干燥得到芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物；/n(5)将步骤(...

【技术特征摘要】
1.一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)芳纶预处理：将芳纶加入二甲亚砜/水/强碱体系中搅拌剥离，水洗后，用去离子水配制成芳纶溶液，保存备用；
(2)称取石墨烯和导电高分子单体，加入到步骤(1)制备的芳纶溶液中，搅拌，制得芳纶/石墨烯/导电高分子单体溶液，备用；
(3)向步骤(2)制备的溶液中加入引发剂、还原剂和表面活性剂，搅拌后，倒入反应釜密封静置，得到芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶；
(4)将步骤(3)制备的芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶水洗后，冷冻干燥得到芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物；
(5)将步骤(4)制备的芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物置于管式炉中，通入保护气体，加热2～10h后，自然冷却，得到芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述芳纶为杜邦中国有限公司生产的凯夫拉49，密度为1.44g/cm3，断裂伸长率为2.4％，弹性模量为112GPa，韧度为2.08N/tex，分子量为40000g/mol。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二甲亚砜/水/强碱体系的制备方法为：将强碱加入二甲亚砜与水的混合溶液中，配制成质量浓度为1～10mg/mL的溶液；二甲亚砜与水的体积比为100：(0.1～10)；所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种；所述芳纶溶液中芳纶的质量浓度为0.1～10mg/mL。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌是以20～600r/min搅拌2～60...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永强，王勤生，王群，赵卫芳，程小豹，刘文俊，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32