[发明专利]一种导电形状记忆薄膜、制备方法及其电驱动方法

说明书

本发明公开一种导电形状记忆薄膜、制备方法及其电驱动方法，具体包括：步骤S1：使热塑性形状记忆聚合物完全溶解于氯仿溶剂得到静电纺丝溶液；步骤S2：将静电纺丝溶液进行静电纺丝，静电纺丝得到的形状记忆聚合物纤维堆积形成形状记忆聚合物纤维薄膜；步骤S3：将三氯化铁粉末与溶剂混合，得到三氯化铁溶液；步骤S4：形状记忆聚合物纤维薄膜浸泡于三氯化铁溶液中，一段时间后取出室温下烘干；步骤S5：将烘干的形状记忆聚合物纤维薄膜悬挂在滴加导电聚合物单体试剂的容器中，一段时间后得到导电形状记忆薄膜。与现有技术比较，本方案实现导电聚合物与形状记忆聚合物在微观层面的稳定结合，制备成本低、制备方法简单。

技术领域

本发明涉及形状记忆聚合物领域以及导电聚合物领域，具体公开一种导电形状记忆薄膜及其制备方法。

背景技术

自从上个世纪被发现以来，人们对形状记忆聚合物开展了丰富的研究。形状记忆聚合物具有的质量轻、在玻璃化转变温度下容易在外力作用下产生形变等特性使其在航空航天、医学、生物等领域有广泛的应用。

与此同时，导电聚合物纤维在多功能材料研究以及基础科学研究上获得了人们广泛的关注。在所有导电聚合物中，聚吡咯具有十分稳定的导电性，使其成为理想的导电材料。将形状记忆聚合物以及导电聚合物结合起来，即可制备出可通过电驱动控制其形状回复为预设形状的导电复合材料。然而，目前在将导电聚合物以及形状记忆聚合物结合的方法中，很少有能让导电聚合物与形状记忆聚合物在微观层面稳定结合的方法，已有的方法中所获得的复合材料的导电性也并不足以使其产生形状记忆效应。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明提供了一种导电形状记忆薄膜的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：将10～15质量份热塑性形状记忆聚合物与90～85质量份氯仿溶剂在室温下共混，使所述热塑性形状记忆聚合物完全溶解于氯仿溶剂得到静电纺丝溶液；步骤S2：将步骤S1得到的静电纺丝溶液进行静电纺丝，静电纺丝得到的形状记忆聚合物纤维堆积形成形状记忆聚合物纤维薄膜；步骤 S3：将10～20质量份三氯化铁粉末与90～80质量份溶剂混合，得到三氯化铁溶液；步骤S4：将步骤S2得到的形状记忆聚合物纤维薄膜浸泡于步骤S3配置的三氯化铁溶液中，一段时间后取出室温下烘干；步骤S5：将步骤S4中烘干的形状记忆聚合物纤维薄膜悬挂在滴加导电聚合物单体试剂的容器中，一段时间后得到导电形状记忆薄膜。

优选的，所述热塑性形状记忆聚合物为聚乳酸、聚丙交醋-乙交酯、聚甲基丙烯酸甲醋、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己内酯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或几种。

优选的，步骤S3中溶剂为乙醇，丙醇，异丙醇，丙酮或去离子水。

优选的，步骤S5中导电聚合物单体为吡咯，3-己基噻吩，苯胺，苯撑或苯撑乙炔。

优选的，步骤S5中导电聚合物单体用量为0.3～10ml。

优选的，步骤S5中悬挂的环境温度为-20～80℃，所述一段时间为2～8h。

本发明还提供一种导电形状记忆薄膜，其包括薄膜和导电聚合物，所述薄膜由形状记忆聚合物纤维堆积形成，所述导电聚合物包裹在所述形状记忆聚合物纤维外侧形成核壳结构。

优选的，所述形状记忆聚合物纤维由热塑性形状记忆聚合物经静电纺丝获得。

优选的，所述形状记忆聚合物纤维和包裹在外导电聚合物总直径为2～10 μm，所述导电形状记忆薄膜厚度为30～100μm，电导率为5×10-4S/cm～ 2S/cm。

本发明还提供一种导电形状记忆薄膜的电驱动方法，包括如下步骤：

1)将导电形状记忆薄膜连接恒流电源，使用15～30v电压通电加热到高于玻璃化转变温度10℃以上施加外力进行变形，断开电源冷却至室温固定临时形状；