【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于柔性驱动器领域，特别涉及一种热压变形纤维膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、柔性驱动器是一种在环境刺激下能发生可逆变形的器件，相较于刚性驱动器，它可以连续变形、实现复杂形状等，能够协助人们在狭小空间、复杂工作环境下完成繁琐或危险任务。柔性驱动器要求材料或器件设计对能快速吸收或释放刺激因子(光辐射、热能、湿气、电子等)，将其转换为机械能，同时发生形变。环境中多样化刺激方式确保这类柔性致动器具有能源来源广泛、变形响应/回复快、驱动行程大的优势，相应驱动器在智能控制、刺激因子管控、环境监测、感知操控等领域有广泛应用前景。
2、刺激响应驱动器的性能很大程度依赖于活性层的微孔特征，孔隙结构有利于提高环境刺激因子的入射性、迁移性和管控性。微纳纤维膜在柔韧性和多孔性等方面具有重要优势，然而，其蓬松柔软且机械性较差限制了其变形。因此，构建具有微孔特征的致密结构材料具有重要意义，有望同步提升材料的环境响应能力和机械形变能力。然而，现有加工方法无法满足对响应活性层材料的精准调控，难以实现对多类环境响应活性材料的有效整合以及器件的高响应性和高稳定性，限制了驱动器的进一步发展和潜在应用。
3、此外，目前大多数机器人只能在简单的场景中完成运动或操作，没有感知能力。因此，赋予其感知能力则具有重要的意义。电磁辐射(emr)广泛存在于家用电器、医疗设备和工业机械等各种电子产品中，构成了无处不在的危险环境，给人体带来严重危害。传统的电磁辐射检测设备主要包括电磁场测试仪或探头、电磁辐射监测仪、电磁感应耦合器等，它们依赖于特定
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种热压变形纤维膜及其制备方法和应用，以突破现有方法中活性响应材料对环境能量转换效率较低、不同功能层界面稳定性差、综合驱动性能不佳、缺乏感知能力的困境。
2、本专利技术提供了一种热压变形纤维膜，所述纤维膜包括多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜和单层或多层刺激响应增强膜，其中所述多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜由多孔绝缘聚合物纤维膜以单层或多层结构经热压制得；所述微熔是指纤维膜经过热压处理后，表面的纤维结构出现部分的熔融现象，形成介于多孔膜和致密膜之间的结构；所述刺激响应增强膜夹层于所述多孔绝缘聚合物纤维膜之间通过热压的方式复合形成三明治结构的热压变形纤维膜。
3、优选地，所述多孔绝缘聚合物纤维膜由绝缘聚合物溶液通过纺丝而得。
4、更优选地，所述绝缘聚合物包括聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺酰胺、聚醚、聚丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、尼龙聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乳酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚环氧乙烷中的一种或几种。
5、优选地，所述外界环境刺激源包括光、热、电、湿气或磁场。光刺激包括近红外光、紫外光、可见光、太阳光、led灯光、白炽灯、激光或模拟太阳光中的一种或几种；热刺激包括人体体温、生物皮肤温度、环境温度、加热台、烘箱、热空气、微波加热、超声加热、热风枪、化学反应放热中的一种或几种；电刺激为直流电、交流电；湿气来源为环境湿气或人工施加湿气；磁场刺激来源为磁铁或电磁铁。
6、更优选地，所述光刺激为近红外光；所述热刺激为加热台；所述电刺激为直流电；所述湿气来源为人工施加湿气；所述磁场刺激来源为磁铁。
7、优选地，所述刺激响应增强膜由刺激响应基质和刺激响应填料复合成型。
8、更优选地，所述刺激响应增强膜为光刺激响应增强膜或热刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚酯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、对苯乙烯-异戊二烯、乙烯-醋酸乙烯、聚乳酸中的一种或几种；所述刺激响应填料为银纳米线、金纳米线、铜纳米线、氧化锌纳米颗粒、四氧化三铁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、银纳米颗粒、金纳米颗粒、铜纳米颗粒、石墨、石墨烯、氧化石墨烯、碳黑、碳纳米管、碳化氮、过渡金属碳化物、黑磷中的一种或几种。
9、最优选地，所述刺激响应增强膜为光刺激响应增强膜或热刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚偏氟乙烯，所述刺激响应填料为黑磷。
10、进一步地，所述黑磷是将黑磷晶体在n,n二甲基甲酰胺中通过超声剥离得到的黑磷分散液，其中黑磷与n,n二甲基甲酰胺的质量体积比为1g：10ml～1g：100ml。
11、更优选地，所述刺激响应增强膜为电刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为金属纳米薄膜、导电聚合物薄膜、聚合物与导电填料复合物中的一种或几种；所述刺激响应填料为石墨、碳黑、石墨烯、碳纳米管、乙炔黑、银纳米颗粒、金纳米颗粒、铜纳米颗粒、镍粉、银纳米线、金纳米线、铜纳米线、金属氧化物粉末、导电聚合物、过渡金属碳化物/氮化物中的一种或几种。
12、最优选地，所述刺激响应增强膜为电刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚合物与导电填料复合物，所述刺激响应填料为石墨烯。
13、更优选地，所述刺激响应增强膜为湿气刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为粘胶、丝素蛋白、纤维素、壳聚糖、海藻酸钠、聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；所述刺激响应填料为金属有机框架、碳基材料、导电聚合物、过渡金属碳化物/氮化物、钛酸钾、聚丙烯酰胺、琼脂中的一种或几种。
14、最优选地，所述刺激响应增强膜为湿气刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚环氧乙烷，所述刺激响应填料为锆基金属有机框架uio-66-nh2。
15、更优选地，所述刺激响应增强膜为磁场刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为磁性胶带、磁性薄膜、聚合物与磁性填料复合物中的一种或几种；所述刺激响应填料为四氧化三铁纳米颗粒、氧化铁纳米颗粒、铁氧体颗粒、钕铁硼颗粒、铁粉、镍粉、钴粉、钴铁颗粒中的一种或几种。
16、最优选地，所述刺激响应增强膜为磁场刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚合物与磁性填料复合物，所述刺激响应填料为四氧化三铁纳米颗粒。
17、优选地，所述复合方式为混合、包裹、核壳、嵌入中的一种或几种。
18、最优选地，所述复合方式为混合。
19、更优选地，所述成型方法为浇铸法、刮涂法、延流法、刷涂法、真空抽滤法中的一种或几种。
20、最优选地，所述成型方法为浇铸法，工艺参数为：刮刀调节范围为100-1000μm，薄膜真空烘干温度为20-100℃，烘干时间为1-10h。
21、优选地，所述微熔多孔绝缘聚合物纤维膜与刺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热压变形纤维膜，其特征在于：所述纤维膜包括多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜和单层或多层刺激响应增强膜，其中所述多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜由多孔绝缘聚合物纤维膜以单层或多层结构经热压制得；所述微熔是指纤维膜经过热压处理后，表面的纤维结构出现部分的熔融现象，形成介于多孔膜和致密膜之间的结构；所述刺激响应增强膜夹层于所述多孔绝缘聚合物纤维膜之间通过热压的方式复合形成三明治结构的热压变形纤维膜。
2.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述多孔聚合物纤维膜由绝缘聚合物溶液通过纺丝而得。
3.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述外界环境刺激源包括光、热、电、湿气或磁场。
4.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述刺激响应增强膜由刺激响应基质或/和刺激响应填料复合成型。
5.根据权利要求4所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述刺激响应增强膜为光刺激响应增强膜或热刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚酯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、对苯乙烯-异戊二烯、乙烯-醋酸乙烯、聚乳酸中的一种或几
6.一种如权利要求1-5任一所述的热压变形纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)、(4)中的热压工艺参数为：热压压力0.1～30MPa，热压温度50～250℃，热压时间0.1～60min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的刺激响应基质和刺激响应填料的质量比为1:10～200:1；所述成膜加工具体为：采用浇铸、真空烘干；参数为刮刀调节范围100-1000μm，烘干温度20～150℃，烘干时间1-10h。
9.一种如权利要求1-5任一所述的热压变形纤维膜在能源、信息、医疗、智能响应领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：将所述热压变形纤维膜与惰性导电胶布复合，并采用喷金工艺在所述热压变形纤维膜的另一面溅射导电层，得到三明治结构的复合致动器。
...【技术特征摘要】
1.一种热压变形纤维膜，其特征在于：所述纤维膜包括多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜和单层或多层刺激响应增强膜，其中所述多层微熔多孔绝缘聚合物纤维膜由多孔绝缘聚合物纤维膜以单层或多层结构经热压制得；所述微熔是指纤维膜经过热压处理后，表面的纤维结构出现部分的熔融现象，形成介于多孔膜和致密膜之间的结构；所述刺激响应增强膜夹层于所述多孔绝缘聚合物纤维膜之间通过热压的方式复合形成三明治结构的热压变形纤维膜。
2.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述多孔聚合物纤维膜由绝缘聚合物溶液通过纺丝而得。
3.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述外界环境刺激源包括光、热、电、湿气或磁场。
4.根据权利要求1所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述刺激响应增强膜由刺激响应基质或/和刺激响应填料复合成型。
5.根据权利要求4所述的热压变形纤维膜，其特征在于：所述刺激响应增强膜为光刺激响应增强膜或热刺激响应增强膜时，所述刺激响应基质为聚酯、聚氨酯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、对苯乙烯-异戊二烯、乙烯-醋酸乙烯、聚乳酸中的一种或几种；所述刺激响应填料为银...
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