润滑科技信息平台

专利摘要

本发明公开一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，该方法包括疏水碳纳米管的亲水化修饰、乳化能力和凝胶能力增强；随后借助Pickering乳液实现修饰后的碳纳米管与液态硅橡胶的原位结合；最后经过冷冻干燥即可得到硅橡胶/碳纳米管复合气凝胶，该复合气凝胶材料解决现有技术中碳纳米材料气凝胶普遍缺乏足够的柔韧性、耐磨性和可拉伸性，容易产生脆性破裂，导致其机械性能不足以及难以加工等缺陷，本发明制备的硅橡胶/碳纳米管复合气凝胶表现出优越的多轴机械性能，包括但不限于在多个方向和角度上的高度可变形性；包括压缩、弯曲、扭曲和拉伸等，以及良好的导电性，在柔性传感领域具有重要用途。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202311699914.7
申请日期:
2023-12-12
专利申请人:
分类号:
C08J9/28 ; C08L83/04 ; C08K9/04 ; C08K3/04
发明/设计人:
王金清，杨高闯，马立民，李章朋，杨生荣
权利要求: 1.一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1：碳纳米管CNTs亲水性修饰将碳纳米管CNTs加入含有十二烷基硫酸钠的去离子水中，搅拌，随后加入聚乙烯吡咯烷酮，完全溶解后放入水浴中超声；步骤S2：Pickering乳液制备将硅橡胶SR溶于环己烷中，完全分散；按比例取步骤S1中得到的碳纳米管CNTs溶液，并加入羧甲基纤维素钠，搅拌，随后稀释，获得碳纳米管CNTs溶液；将获得的碳纳米管CNTs溶液完全加入硅橡胶SR溶液，高速搅拌得到Pickering乳液，最后加入SR固化剂；步骤S3：硅橡胶SR/碳纳米管CNTs复合气凝胶制备将步骤S2中所制备的Pickering乳液装入模具中，冷冻；随后放入冷冻干燥机冻干，取出即可获得硅橡胶SR/碳纳米管CNTs复合气凝胶，即聚合物/碳纳米管复合气凝胶。2.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中十二烷基硫酸钠含量为碳纳米管CNTs质量的10％-100％；所述步骤S1中聚乙烯吡咯烷酮含量为碳纳米管CNTs质量的50％-400％。3.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中十二烷基硫酸钠含量为碳纳米管CNTs质量的12.5％；所述步骤S1中聚乙烯吡咯烷酮含量为碳纳米管CNTs质量的100％。4.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硅橡胶SR、碳纳米管CNTs及羧甲基纤维素钠质量比为20-40:1:1；所述步骤S2中碳纳米管CNTs溶液与硅橡胶SR溶液的体积比为10:1～1:10；所述羧甲基纤维钠可替换为壳聚糖、羧基化纤维素纳米纤维、细菌纤维素纳米纤维、海藻酸钠。5.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硅橡胶SR、碳纳米管CNTs及羧甲基纤维素钠质量比为20:1:1；25:1:1；30:1:1；35:1:1和40:1:1；所述步骤S2中碳纳米管CNTs溶液与硅橡胶SR溶液的体积比为2：3；所述硅橡胶SR可替换为Dow Corning 184PDMS。6.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中硅橡胶SR与固化剂质量比为100:4；所述环己烷可替换为甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、正己烷。7.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中搅拌30min；完全溶解后放入50℃水浴中超声12h以上。8.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加入羧甲基纤维素钠后搅拌30min；加入硅橡胶SR溶液后，1000rpm-10000rpm高速搅拌1h得到Pickering乳液。9.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中将步骤S2中所制备的Pickering乳液装入模具中，冷冻5h以上；冷冻温度为-5℃到-50℃。10.如权利要求1中所述的一种导电、可拉伸聚合物/碳纳米管复合气凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中加入硅橡胶SR溶液后，1500rpm高速搅拌得到Pickering乳液；所述步骤S3中冷冻温度为-20℃。