[发明专利]一种碳纳米管聚合物复合膜的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种碳纳米管聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将碳纳米管溶于有机溶剂中，超声分散，然后抽滤制得碳纳米管膜；步骤2：将SEBS通过热压处理制得SEBS片；步骤3：将步骤1得到的碳纳米管膜放在步骤2得到的SEBS片表面进行热压处理，然后在溶剂中超声，干燥，得到碳纳米管聚合物复合薄膜。该发明本发明制备方法简单、灵敏度高、线性度好、循环稳定性优异，本发明利用热压法，使聚合物熔体渗透进碳纳米管中，最终得到应力传感性能良好的碳纳米管聚合物复合薄膜。

技术领域

本发明属于电子设备技术领域，特别涉及一种碳纳米管聚合物复合膜的制备方法及其应用。

背景技术

柔性传感器、微电子学以及人造皮肤越来越引起研究人员的关注。可拉伸电阻式应变传感材料已经得到了广泛的开发，并用于可穿戴设备。电阻式应变传感器面临的问题是实现大的应变并在应变条件下有良好的线性度。传统的电阻式金属应变传感器测量范围小，因为它们在大的形变下不能恢复。通常通过把导电纳米粒子与弹性体混合制成的导电复合物材料有好的灵敏度和大的形变，然而它的电阻和应变之间并没有良好的线性关系。基于此，设计一种大形变、高灵敏度并且具有良好线性关系的应变传感器就显得极为重要了。

碳纳米管(CNT)，是主要由呈六边形排列的碳原子构成的具有特殊结构的一维量子材料，其直径在0.3纳米到几十纳米之间，长度可达数微米。碳纳米管与钢相比，其密度只有钢的1/6，但是理论强度约为钢的100倍，可以耐受温度达3593℃，并且具有卓越的导热性和延展性。单层或多层的碳纳米管被称为单壁碳纳米管(SWNT)和多壁碳纳米管(MWNT)，单壁碳纳米管从外观上看是空心圆柱体，是由石墨按二维方式排列组成的平面卷曲形成的，由于与石墨排列的方式不同，形成了不同结构的单壁碳纳米管，而圆柱体两侧面则是由碳原子呈曲线排列而形成的曲面。如果将不同结构大小的单壁碳纳米管由小到大同心套迭，其每相邻层片间距离约为0.36纳米，则可以形成多壁碳纳米管。碳纳米管内的电子不是随意运动的，而是受到量子限域因素的限制，这些电子通常只能沿碳纳米管轴向进行运动，且不能在不同石墨片层中交叉运动。

SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。SEBS不含不饱和双键，因此具有良好的稳定性和耐老化性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种碳纳米管聚合物复合膜的制备方法及其应用。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种碳纳米管聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将碳纳米管溶于有机溶剂中，超声分散，然后抽滤制得碳纳米管膜；

步骤2：将SEBS通过热压处理制得SEBS片；

步骤3：将步骤1得到的碳纳米管膜放在步骤2得到的SEBS片表面进行热压处理，然后在溶剂中超声清洗，干燥，得到碳纳米管聚合物复合薄膜。

优选地，所述步骤1中有机溶剂为乙醇，四氢呋喃或N-甲基吡咯烷酮中的一种。

优选地，所述步骤1中碳纳米管与有机溶剂的固液比为2～10mg/mL，超声功率为300～500W，时间为30～60min。

优选地，所述步骤2中热压时间为5～20min，温度为180～210℃，压力为5～15MPa。

优选地，所述步骤3中热压时间为10～180min，温度为180～210℃，压力为4～6MPa。

优选地，所述步骤3中碳纳米管膜与SEBS片的质量比为(20～100):(3000～5000)。

所述步骤3中溶剂为水、乙醇或N-甲基吡咯烷酮中的一种，干燥温度为50～80℃，干燥时间为1～10h。