一种具有体温示警-单向导湿功能的电子织物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有体温示警

【技术实现步骤摘要】
一种具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于多功能智能织物制备
，特别涉及一种具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近年来，可穿戴电子器件受到了越来越多的关注，具有柔韧性、曲面顺应性及高弹性的可拉伸电子器件极大地拓展了传统刚性电子器件在运动传感、健康监测和软体机器人等领域的应用。作为可拉伸电子器件的核心组件，发展高性能的可拉伸导体具有重要的学术和市场价值。
[0003]在弹性可拉伸基底材料上构筑导电层是一种有效的制备可拉伸导体的方法。常用的导电材料主要包括金属纳米材料，如银纳米线、金纳米片，导电聚合物(如PEDOT:PSS，聚3
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己烷噻吩)，碳质材料(如石墨烯、碳纳米管、导电炭黑等)。虽然金属纳米材料和导电聚合物具有良好的电导率，但存在价格高昂、加工性差等缺点。相比之下，碳质材料成本低廉，导电性优良，可大批量生产制造。与此同时，现有弹性可拉伸导体如专利技术专利CN113461871A所述无溶剂含氟丙烯酸酯离子导电弹性体、专利技术专利CN113808780A所述具有褶皱结构的可拉伸导电弹性体，以及专利技术专利CN113789119A所报道的超高韧性和高导电性弹性体均是由不透气、不透湿的致密膜状聚合物及其复合材料组成，显然由这些弹性导体制备的可穿戴电子器件存在长时间穿戴不舒适的缺陷，长期佩戴会导致皮肤健康问题。

技术实现思路

[0004]技术问题：<br/>[0005]现有的柔性、可拉伸导体多为不透气、不透湿的聚合物膜，制备成可穿戴电子器件后，无法解决长时间穿戴舒适性的问题。此外，聚合物基柔性导体在大拉伸率下很难保持稳定、可逆的导电性能。因此，解决聚合物导体的透气透湿问题，以及开发有效的聚合物导电增强策略，是制造性能优良的可穿戴电子产品所需解决的关键问题。
[0006]除了穿戴舒适性和导电性能，可穿戴电子器件现如今正朝着多功能化和智能化发展。人体正常的体温在36.5℃左右，剧烈运动后体温会升高，研究显示如果参加中长距离跑步，体温会从37.5℃上升到38.5℃，如果超负荷剧烈运动，人体体温会上升到39.5℃。体温长时间过高而不降温会影响身体正常的生理功能，严重时甚至损伤脏器等。因此，穿戴电子器件能实现体温示警功能也是十分重要的。
[0007]技术方案：
[0008]为了解决上述问题，本专利技术以具有高弹性、低杨氏模量的热塑性弹性体——聚苯乙烯
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乙烯
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丁烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)为基材，通过多层叠加纺丝技术将SEBS加工成具有多级孔结构的微纳纤维织物，利用选择性等离子体处理技术在多层织物内部构建润湿梯度，同时以杂化碳纳米材料为导电物质，热致变色微胶囊为变色功能颗粒，分别对每层纤
维织物进行改性，制备成单向导湿和热变色功能的高弹性功能织物，拓展其在柔性电极、可穿戴电子器件、智能织物等领域的应用。
[0009]本专利技术提供了一种具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)以热塑性弹性体聚苯乙烯
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乙烯
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丁烯
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苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)母粒为原料配制溶液，在其中加入氯化锂后得到SEBS纺丝液，然后分别添加泊洛沙姆(F127)及热变色微胶囊(TMs)，混匀后得到SEBS/F127复合纺丝液，以及SEBS/TMs复合纺丝液；
[0011](2)将步骤(1)中SEBS纺丝液经静电纺丝得到第一层纤维织物，并以此为接收基底，接着将SEBS/F127复合纺丝液通过静电纺丝叠加在第一层纤维织物上，得到双层弹性纤维织物；
[0012](3)将步骤(2)中所得双层弹性纤维织物经退火、清洗后，浸渍在碳纳米管/导电炭黑(CNTs/CB)的乙醇分散液中，超声处理并干燥后，得到导电化的双层弹性纤维织物；
[0013](4)进一步以步骤(3)的导电化的双层弹性纤维织物作为接收基底，将SEBS/TMs复合纺丝液经气流纺丝叠加到导电化的双层弹性纤维织物上，退火处理后，得到多层复合纤维织物；用等离子体处理对所得的多层复合纤维织物进行单面选择性处理，制得具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物。
[0014]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，SEBS是聚苯乙烯的含量为20wt％～30wt％的线形三嵌段共聚物，邵氏硬度为75A。
[0015]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，热变色微胶囊的变色温度为35℃，变色类型为有色变无色。
[0016]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，配制三种纺丝液的溶剂为氯仿/甲苯混合溶剂，两者质量比例为90：10～70：30。
[0017]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所配制SEBS纺丝液的固含量为10wt.％～20wt.％。
[0018]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所配制SEBS纺丝液中氯化锂占SEBS的比例为0.1wt％～1wt％。
[0019]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所配制SEBS/F127复合纺丝液中F127占SEBS的比例为5wt％～30wt％。
[0020]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)中，所配制SEBS/TMs复合纺丝液中TMs占SEBS的比例为5wt％～40wt％。
[0021]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中静电纺丝参数为：电压15kV～30kV，接收距离10cm～30cm，针头内径0.3mm～1mm，接收辊转速70rpm～140rpm，纺丝速度为5mL/h～10mL/h，纺丝温度25℃～60℃，相对湿度20％～60％。
[0022]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(2)中第一层无纺纤维织物厚度为50μm～300μm，双层纤维织物的厚度为100μm～500μm。
[0023]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中双层弹性纤维织物的退火温度为100℃～110℃，退火时间为20min～120min，清洗溶剂为无水乙醇。
[0024]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(3)中，碳纳米管/导电炭黑(CNTs/CB)的乙醇分散液中CNTs/CB的浓度为0.1wt％～2wt％，CNTs与CB的质量比为90：10～10：90。
[0025]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中气流纺丝的气压大小为50kPa～500kPa。优选50
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80kPa。
[0026]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中气流纺丝的纺丝速度为1mL/h～5mL/h。
[0027]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中气流纺丝的喷头内径为0.25mm～0.5mm，接收距离为10cm～30cm。
[0028]在本专利技术的一种实施方式中，步骤(4)中气流纺丝所制得多层无纺织物的厚度为120本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以SEBS母粒为原料配制溶液，在其中加入氯化锂后得到SEBS纺丝液，然后分别添加泊洛沙姆F127、热变色微胶囊TMs，混匀后得到SEBS/F127复合纺丝液和SEBS/TMs复合纺丝液；(2)将步骤(1)中SEBS纺丝液经静电纺丝得到第一层纤维织物，并以此为接收基底，继续将SEBS/F127复合纺丝液通过静电纺丝叠加在第一层纤维织物上，得到双层弹性纤维织物；(3)将步骤(2)中所得双层弹性纤维织物经退火、清洗后，浸渍在碳纳米管/导电炭黑的乙醇分散液中，超声处理并干燥，得到导电化的双层弹性纤维织物；(4)进一步以步骤(3)的导电化的双层弹性纤维织物作为接收基底，将SEBS/TMs复合纺丝液经气流纺丝叠加到导电化的双层弹性纤维织物上，随后经过退火处理，得到多层复合纤维织物；再用等离子体处理对所得的多层复合纤维织物进行单面处理，制得具有体温示警
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单向导湿功能的电子织物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，SEBS纺丝液的固含量为10wt％～20wt％；SEBS/F127复合纺丝液中F127相对SEBS的治质量分数为5wt％～30wt％；SEBS/TMs复合纺丝液中TMs相对SEBS的治质量分数为5wt％～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄云鹏，董建成，彭义东，刘天西，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：