[发明专利]一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法，本发明将一定量的聚乳酸加入到氯仿溶剂中，使高分子材料完全溶解，同时将一定量的氧化石墨烯水溶液分散到四氢呋喃或氯仿溶剂中，使其均匀分散后，加入聚乳酸溶液中，并调控搅拌温度使氧化石墨烯还原为石墨烯，再利用旋涂法制备不同厚度的聚乳酸/石墨烯薄膜。本发明制备得到的透明聚乳酸/石墨烯薄膜具有优异的导电性和可弯曲性。另外，本发明公开的制备方法简单、灵活，可有效控制薄膜的厚度，有利于进行大规模生产。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法。

背景技术

聚乳酸是一种环境友好的生物降解聚合物，由于其优良的力学性能以及其水解产物对人体和环境无害而备受关注。由于聚乳酸的性能问题，许多研究小组已经做了大量的努力，通过添加各种碳纳米管，如碳纳米管和石墨烯，来改善聚乳酸复合材料的机械性能和电导率。

石墨烯是由一层碳原子厚度组成的二维纳米材料，由于其优异的电学性能、高透光率及高比表面积等特性，石墨烯在传感器、半导体、医学监视器等各种应用领域具有良好的应用前景。但是，石墨烯在聚合物中分散不均匀，会导致力学性能和电学性能等下降或不稳定。因此，诸多学者研究纳米粒子表面处理及分散方法相关研究。

因此，本申请有必要提出一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法，以解决上述相关技术问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法，利用氧化石墨烯亲水性的特征，将氧化石墨烯均匀分散到聚乳酸溶液后，通过加温的方式使氧化石墨烯还原为石墨烯，制备得到聚乳酸/石墨烯可弯曲的导电透明薄膜，应用于传感器、智能可穿戴电子等领域，具有良好的应用价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可弯曲的聚乳酸透明导电薄膜的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将一定量的聚乳酸加入到氯仿溶剂中，使高分子材料完全溶解，得聚乳酸溶液；

步骤2、将一定量的氧化石墨烯水溶液分散在四氢呋喃或氯仿溶剂中，使其均匀分散，得氧化石墨烯分散溶液；

步骤3、将步骤(2)中的氧化石墨烯分散溶液加入到步骤(1)中的聚乳酸溶液中，在一定温度下使氧化石墨烯均匀分散在聚乳酸中，并调控搅拌温度使氧化石墨烯有效还原为石墨烯；

步骤4、利用旋涂法制备不同厚度的聚乳酸/石墨烯薄膜；

步骤5、干燥步骤(4)得到的聚乳酸/石墨烯薄膜，使溶剂完全挥发。

优选地，所述步骤(1)中，聚乳酸的分子量为M_w＝212921,聚乳酸的浓度为0.05～0.5g/ml，聚乳酸的溶解温度为25℃，溶解时间为24小时。

优选地，所述步骤(2)中，氧化石墨烯水溶液中氧化石墨烯的浓度为6.2g/L,大小为0.5～5μm。

优选地，所述步骤(3)和步骤(2)中的氧化石墨烯的质量分散为0.1～3.5wt％，所述步骤(1)中的聚乳酸的质量分数为0.1～3.5wt％；所述步骤(3)中搅拌温度及石墨烯还原温度为40～70℃。

优选地，所述步骤(4)中，旋涂法的旋转速度为100～250rpm。

优选地，所述步骤(5)中，干燥温度为25～60℃。

本发明有益效果：

1、本发明利用亲水性氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯均匀分散在聚乳酸溶液中，并通过旋涂方法，制备了聚乳酸/石墨烯薄膜，该聚乳酸/石墨烯薄膜不仅具有较高导电性能，同时还具有可弯曲性的透明性能。