[发明专利]一种可拉伸聚合物复合材料的制备方法及其应用

摘要

本发明涉及一种可大范围拉伸聚合物复合材料的制备方法，特指一种基于超顺排有序纤维的可拉伸聚合物复合材料的制备方法及其应用。本发明采用静电纺丝技术，利用辊筒收集方式，在200‑400％(拉伸后的长度是原有橡胶长度的2‑4倍)预拉伸的橡胶基底上沉积顺排超薄纳米纤维。橡胶回复后形成褶皱结构，即制备出可拉伸复合材料。

主权项

1.一种可拉伸聚合物复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)静电纺丝前躯体溶液的制备将聚丙烯腈溶解于N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)中，在室温条件下连续搅拌制得静电纺丝原液；将苯胺(ANI)缓慢加入到静电纺丝原液中得到最终静电纺丝前躯体溶液；(2)复合有序前躯体纤维膜的制备将橡胶衬底预拉伸至原长的200％‑400％后，固定在金属接收辊筒上，即在预拉伸的橡胶基体上，利用静电纺丝技术，制备有序苯胺/聚丙烯腈复合纳米纤维；将在预拉伸橡胶衬底上制备的有序苯胺/聚丙烯腈复合纳米纤维从辊筒上取下，将粘附有有序苯胺/聚丙烯腈复合纳米纤维的橡胶按照预拉伸长度用夹具固定在玻璃上，置于真空干燥器内干燥，备用；(3)前躯体纤维的氧化聚合将粘附在预拉伸橡胶衬底上的有序苯胺/聚丙烯腈复合纳米纤维用去离子水浸泡后，将过硫酸铵溶液均匀滴加到有序苯胺/聚丙烯腈复合纳米纤维上，然后把样品放入冰箱中后取出，清洗、干燥；(4)可拉伸材料的制备将粘附有聚丙烯腈/聚苯胺复合纳米纤维的橡胶衬底从玻璃上揭下，放松，橡胶衬底恢复原长后，复合纤维形成褶皱结构，制得可拉伸聚合物复合材料；步骤(1)中，在加入苯胺之前，先向静电纺丝原液中加入碳纳米管(CNTs)分散液或银纳米线；N，N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯腈、碳纳米管分散液和苯胺的比例为：10ml：1.35g：10mL ：12.5mL ，碳纳米管分散液的质量分数为70‑80‰；N，N‑二甲基甲酰胺、聚丙烯腈、银纳米线和苯胺的比例为：10mL ：1.35g：5mL ：12.5mL ；步骤(2)中，静电纺丝的工艺参数为：工作电压为15‑18kV的正压、1‑2kV的负压，推速为0.005‑0.01mL/min，辊筒转速为1000‑5000rpm；步骤(2)中，纤维厚度控制在500‑2000nm。