【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合导电材料制备领域，具体涉及一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料、其制备方法及其应用，其可用于造口腹带的开口处的压力分布监测。
技术介绍
1、在过去的几十年中，柔性压力传感器取得了长足的发展，然而由于目前主流的柔性传感器都采用热塑性聚氨酯(tpu)、聚二甲基硅氧烷(pdms)等弹性体作为基体材料，在压力加载过程中容易发生蠕变导致传感器信号漂移、回复性差等问题，因此需要选择更加合适的基体材料来提高传感器的稳定性。另一方面，通过微结构的设计和优化，使得微结构在受压进行弹性变形的过程中，与电极之间的接触面积能够更快的变化，从而使得传感器具有更大的信号响应，即具有更高的灵敏度。与此同时，微结构的形变过大时便达到塑性变形，导致传感器的信号无法回复。因此需要对基体材料的力学性能和压敏微结构的设计都进行优化，在确保较高灵敏度的同时实现传感器稳定性和回复性的提高。
2、造口腹带是一种用于固定和保护肠造口的特殊腹带，它可以帮助肠造口患者减轻不适和提高生活质量。然而，佩戴者无法避免一些增加腹压的运动和动作，有可能会引发造口旁疝。因此若能够在腹带开口边缘集成高性能的柔性压力传感器阵列，对造口处腹部和腹带的压力进行实时和高效的分布式的监测，及时发现造口处的肿胀等问题，对于造口旁疝的预防和及时发现具有极大的推动意义。
3、为此，本专利技术提供一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的压力传感器，聚酰胺酰亚胺同时具有聚酰亚胺优异的抗蠕变性能和聚酰胺优异的溶解性，是一种强度极高的工程塑料，本专利技术
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料、其制备方法及造口腹带。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)银/聚酰胺酰亚胺复合材料前驱溶液的制备
5、把聚酰胺酰亚胺溶解到溶剂一中搅拌溶解后，加入硝酸银搅拌溶解，加热使得硝酸银原位分解，得到银/聚酰胺酰亚胺复合材料的前驱溶液；
6、优选的，聚酰胺酰亚胺的浓度通常可以为10wt％；
7、优选的，所添加的硝酸银的摩尔数与聚酰胺酰亚胺的质量之间的比值η通常可以为：0<η<1.5mmol/g，优选为0.176mmol/g；
8、优选的，加热使得硝酸银分解的温度通常可以为80℃，时间为24小时。
9、所述的溶剂一可以为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的至少一种。
10、(2)具有微结构的银/聚酰胺酰亚胺复合材料薄膜的制备
11、把所述的前驱溶液旋涂在具有微结构凹模的模板上，烘干后从模板上分离得到具有凸出微结构的银/聚酰胺酰亚胺复合材料薄膜；
12、优选的，所述的旋涂转速可为300转/分钟，旋涂时间为30秒；
13、优选的，所述的烘干温度为60℃，烘干时间为6小时；
14、所述的模板可以为随机微结构的模板(如砂纸等)或规则微结构阵列的模板；
15、所述的规则微结构为微圆柱阵列、微半球阵列或微椭球阵列，制得薄膜后薄膜表面具有所述的规则微结构；所述的微圆柱的直径在10～100μm之间，高度在10～100μm之间；所述的微半球的直径在10～100μm之间，高度在10～50μm之间；所述的微椭球的直径在10～100μm之间，高度在10～50μm之间，所述的阵列的周期长度在20～200μm之间；优选的，所述的微圆柱阵列、微半球阵列或微椭球阵列的周期长度为100μm；
16、优选的，所述的微圆柱直径为25μm，高度为25μm；
17、优选的，所述的微半球直径为25μm，高度为12.5μm；
18、优选的，所述的微椭球直径为25μm，高度为12.5μm。
19、(3)银/聚酰胺酰亚胺复合材料薄膜的表面处理
20、把干燥后的微结构的复合材料薄膜用紫外-臭氧或者氧等离子体进行处理，将处理后的膜在含表面改性剂溶液中浸泡。
21、优选的，紫外-臭氧或者氧等离子体进行处理时间为4分钟；
22、优选的，氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)的浓度为1ml每10ml乙醇；
23、优选的，膜在表面改性剂如氨丙基三乙氧基硅烷(aptes)的乙醇溶液中浸泡，时间为2小时。
24、(4)苯胺单体溶液和氧化剂溶液的配制
25、将苯胺单体和柠檬酸溶于水中，配制成一定浓度的酸性苯胺溶液；称取一定质量的过硫酸铵，溶于水中，氧化剂溶液的浓度与苯胺单体溶液的浓度相同；
26、优选的，苯胺单体的浓度可以为0.02mol/l，柠檬酸的浓度可以为0.5mol/l。
27、(5)聚苯胺在银/聚酰胺酰亚胺复合材料薄膜表面的原位聚合生长
28、将表面改性后的微结构银/聚酰胺酰亚胺复合材料膜用去离子水洗涤后，浸泡在酸性苯胺单体溶液中，置于低温环境中保存，同时将过硫酸铵溶液也在低温环境中保存，随后将等体积的过硫酸铵与浸泡有银/聚酰胺酰亚胺复合材料膜的苯胺单体溶液混合搅拌均匀后，在低温环境中保存，将复合膜取出后洗涤干燥，得到微结构聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)复合导电膜；
29、优选的，所述的低温环境通常为0-6℃，通过在低温环境下进行缓慢反应，可以避免反应过快而生成大量游离的杂质影响产物性能。
30、本专利技术所制得的具有微结构的聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合膜，具有优异的抵抗塑形变形的能力，可作为敏感材料应用于压力传感器，可使得传感器兼具有优异的敏感性、稳定性和回复性。
31、(6)压力传感器的组装
32、单个压力传感器由带插指电极的衬底、微结构聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电膜及封装层组成，此外，也可根据需要将多个传感器采用共阴极或共阳极的连接方式，在空间中进行合适的布局，构成压力传感器阵列；每个传感器的非公用电极端则与信号采集设备进行连接；
33、优选的，所述单个压力传感器的形状和尺寸可根据实际应用场景进行调节；
34、优选的，所述压力传感器阵列中每个压力传感器的空间分布可根据实际应用场景进行调节。
35、本专利技术的优点：
36、本专利技术采用硝酸银的原位分解生成银纳米颗粒对聚酰胺酰亚胺的力学性能进行进一步的增强，以此增强其作为压敏材料的基体的抵抗塑性变形的能力，进而提升传感器信号的稳定性和回复性。利用模板法制备形貌可控的具有微结构的银/聚酰胺酰亚胺复合膜，并利用化学原位聚合法在表面生长聚苯胺导电层，使得传感器制备的一致性、重复性更加可控。综合来讲，该专利技术实现了微结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中的溶剂一为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的硝酸银的摩尔数与聚酰胺酰亚胺的质量的比值η的取值范围为：0<η<1.5mmol/g。
4.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的银/聚酰胺酰亚胺导电复合材料的杨氏模量范围在2-7.5GPa。
5.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的模板为随机微结构的模板或规则微结构的模板。
6.根据权利要求4所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所
7.根据权利要求6所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的微圆柱的直径在10～100μm之间，高度在10～100μm之间；所述的微半球的直径在10～100μm之间，高度在10～50μm之间；所述的微椭球的直径在10～100μm之间，高度在10～50μm之间，所述的阵列的周期长度在20～200μm之间。
8.一种微结构聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料，其特征在于，采用如权利要求1-7任一项所述的方法制得。
9.一种柔性压力传感器，其特征在于，以权利要求8所述的导电复合材料作为压敏材料，包括带电极的衬底、微结构聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料膜以及封装层，微结构聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料膜的微结构与衬底上电极接触。
10.一种造口腹带，其特征在于，在腹带上，环绕造口开口设有若干如权利要求9所述的柔性压力传感器，所有压力传感器采用共阴极或共阳极的连接方式，环造口开口布局，构成压力传感器阵列；每个传感器的非公用电极端则与信号采集设备进行连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中的溶剂一为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的硝酸银的摩尔数与聚酰胺酰亚胺的质量的比值η的取值范围为：0<η<1.5mmol/g。
4.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的银/聚酰胺酰亚胺导电复合材料的杨氏模量范围在2-7.5gpa。
5.根据权利要求1所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的模板为随机微结构的模板或规则微结构的模板。
6.根据权利要求4所述的基于聚苯胺-(银/聚酰胺酰亚胺)导电复合材料的制备方法，其特征在于，所述的规则微结...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗荣，陈凯峰，董亚波，孙红玲，张弘，钱劲，曲绍兴，
申请(专利权)人：浣江实验室，
类型：发明
国别省市：
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