本發(fā)明屬于功能復(fù)合材料，具體涉及一種可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代信息技術(shù)飛快發(fā)展社會(huì)背景下，生活中處處可見(jiàn)可穿戴傳感器的身影，它就像是人類感覺(jué)器官，它的出現(xiàn)不僅為人們提供了更加便捷的生活方式，而且更有利于探索世界。應(yīng)變傳感器的基體材料可分為剛性基體材料(金屬材料、半導(dǎo)體材料)和柔性基體材料(高分子聚合物)。常見(jiàn)的應(yīng)變傳感器的剛性基體材料有金屬線，金屬薄膜和硅片等，剛性材料的柔韌性較差、應(yīng)變范圍小，很難滿足新一代可穿戴設(shè)備的要求。柔性高分子聚合物纖維材料作為可穿戴應(yīng)變傳感器的柔性襯底時(shí)具有顯著的優(yōu)勢(shì)，具有獨(dú)特的滲透性、生物相容性、重量輕和柔韌性，可以與任意曲面緊緊貼合在一起，既可以編織在衣物里，也可以貼附在皮膚表面、衣物上或飾品里，以無(wú)創(chuàng)、實(shí)時(shí)和舒適的方式，連續(xù)監(jiān)測(cè)個(gè)人的物理、化學(xué)和生物信號(hào)，在健康監(jiān)測(cè)、疾病診斷、康復(fù)醫(yī)療和人機(jī)交互等各個(gè)領(lǐng)域顯示出了巨大的應(yīng)用潛力。

2、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯和硅橡膠等傳統(tǒng)高分子聚合物是應(yīng)變傳感器的常見(jiàn)的基體材料，其不可降解和使用壽命短的特性限制了其在可穿戴設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域。聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯pbat是一種可降解材料，相對(duì)于傳統(tǒng)的不可降解的聚合物材料，更符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。而且pbat是半結(jié)晶共聚物，具有結(jié)晶誘導(dǎo)伸長(zhǎng)、熔融誘導(dǎo)伸縮的特性，所以其具有熱修復(fù)性能，而且修復(fù)速度快、修復(fù)效率高，大大延長(zhǎng)了柔性應(yīng)變傳感器的使用壽命。

3、本發(fā)明通過(guò)一種簡(jiǎn)單易操作的方法制得的可降解柔性應(yīng)變傳感器，更符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，與cnts結(jié)合牢度高使其具有優(yōu)良的傳感性能，良好的耐久性和耐惡劣環(huán)境，增加了其使用場(chǎng)景，擴(kuò)大了其在可穿戴領(lǐng)域的使用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的之一是至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題之一或多個(gè)，換言之，本發(fā)明的目的之一是提供滿足前述需求之一或多個(gè)的一種可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維及其制備方法和應(yīng)用。

2、為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、一種可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維的制備方法，包括以下步驟：

4、(1)將聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯pbat、三烯丙基異氰脲酸酯taic和二苯甲酮bp進(jìn)行預(yù)混合，之后熔融擠出并進(jìn)行紫外輻射交聯(lián)，得到交聯(lián)pbat纖維；

5、將碳納米管cnts和十二烷基磺酸鈉sds分散在乙酸乙酯和無(wú)水乙醇的混合液中并進(jìn)行超聲處理，制得cnts分散液；

6、(2)將交聯(lián)pbat纖維浸漬于cnts分散液中，取出懸掛晾干，制得熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維。

7、作為優(yōu)選方案，所述步驟(1)中，pbat、taic、bp的質(zhì)量比為100：(1～1.5)：(1～1.5)。

8、作為優(yōu)選方案，所述步驟(1)中，紫外輻射交聯(lián)的時(shí)間為0.5～2h。

9、作為優(yōu)選方案，所述步驟(1)中，cnts、sds、乙酸乙酯、無(wú)水乙醇的配比為(150～204mg)：(100～136mg)：(100ml)：(0～50ml)。

10、作為優(yōu)選方案，所述步驟(1)中，超聲處理的時(shí)間為15～20min。

11、作為優(yōu)選方案，所述步驟(2)中，浸漬的溫度為69～72℃。

12、作為優(yōu)選方案，所述步驟(2)中，浸漬的時(shí)間為1～20min。

13、作為優(yōu)選方案，所述步驟(2)中，懸掛晾干的時(shí)間為24～36h。

14、本發(fā)明還提供如上任一項(xiàng)方案所述的制備方法制得的可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維。

15、本發(fā)明還提供如上方案所述的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維的應(yīng)用，用于應(yīng)變傳感。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：

17、本發(fā)明的cnts/pbat復(fù)合纖維不僅具有可降解、熱修復(fù)傳感、質(zhì)量輕、尺寸小和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；而且，結(jié)晶和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的cnts/pbat復(fù)合纖維在恒定和無(wú)應(yīng)力條件下具有熔融誘導(dǎo)收縮的作用，這為柔性應(yīng)變傳感器的自修復(fù)行為提供了動(dòng)力，使被滯后效果破壞的cnts導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)得到高效、快速的修復(fù)。因此，具有可降解的熱修復(fù)的柔性應(yīng)變傳感器復(fù)合纖維是新一代可穿戴設(shè)備的理想選擇之一。

技術(shù)特征：

1.一種可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，pbat、taic、bp的質(zhì)量比為100：(1～1.5)：(1～1.5)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，紫外輻射交聯(lián)的時(shí)間為0.5～2h。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，cnts、sds、乙酸乙酯、無(wú)水乙醇的配比為(150～204mg)：(100～136mg)：(100ml)：(0～50ml)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，超聲處理的時(shí)間為15～20min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，浸漬的溫度為69～72℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，浸漬的時(shí)間為1～20min。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，懸掛晾干的時(shí)間為24～36h。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制得的可降解的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維。

10.如權(quán)利要求9所述的熱修復(fù)cnts/pbat復(fù)合纖維的應(yīng)用，其特征在于，用于應(yīng)變傳感。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種可降解的熱修復(fù)CNTs/PBAT復(fù)合纖維及其制備方法和應(yīng)用。其中，制備方法包括以下步驟：(1)將聚己二酸/對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBAT、三烯丙基異氰脲酸酯TAIC和二苯甲酮BP進(jìn)行預(yù)混合，之后熔融擠出并進(jìn)行紫外輻射交聯(lián)，得到交聯(lián)PBAT纖維；將碳納米管CNTs和十二烷基磺酸鈉SDS分散在乙酸乙酯和無(wú)水乙醇的混合液中并進(jìn)行超聲處理，制得CNTs分散液；(2)將交聯(lián)PBAT纖維浸漬于CNTs分散液中，取出懸掛晾干，制得熱修復(fù)CNTs/PBAT復(fù)合纖維。本發(fā)明的CNTs/PBAT復(fù)合纖維不僅具有可降解、熱修復(fù)傳感、質(zhì)量輕、尺寸小和制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：董余兵,王碩磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14