[发明专利]基于银纳米线的柔性导电纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了基于银纳米线的柔性导电纤维，导电纤维的结构为聚氨酯纤维表面包裹若干层银纳米线；本发明还公开了导电纤维的制备方法，通过转移吸附在毛细玻璃管内壁的银纳米线导电网络至聚氨酯表面，再使用氢氟酸溶解掉毛细玻璃管，即可获得导电纤维。本发明使用银纳米线作为导电功能层材料，以透明的聚氨酯为纤维基体材料，制备的导电纤维具有优良的导电性，以及良好的耐酸碱腐蚀性；导电层材料只存留在纤维基体表面，对纤维基体无破坏，与混合导电填料法所制备的导电纤维相比，本发明制备的导电纤维具有更好的柔性和弹性，可以弯曲、卷绕、拉伸和裁剪。满足未来电子设备小型化、柔性化及可穿戴的发展要求。

技术领域

本发明属于导电纤维制备方法技术领域，具体涉及一种基于银纳米线的柔性导电纤维，还涉及该导电纤维的制备方法。

背景技术

导电纤维尤其是柔性可拉伸的导电纤维在导电电极、传感器、电磁屏蔽、电加热等多功能的应用受到研究人员的广泛关注，导电纤维在医疗健康监护、智能机器人、军事航天等领域都存在巨大的应用价值；同时，高弹性、高电导率的柔性导电纤维能够更好的满足现代电子设备逐渐小型化、柔性化及可穿戴性的发展趋势。

采用混合法将导电材料与纤维基体材料混合在一起制备导电纤维时，为了提高其电导率，通常增加导电填料用量混合到纤维基体材料中，致使所制备的导电纤维的柔性及抗拉强度严重下降，从而也限制了其广泛实用性。而采用涂覆法，在纤维表面涂覆导电材料构建导电通路，使用很少量导电材料时就能制备出高电导率的导电纤维；同时，涂覆法制备的导电纤维的导电材料分布在纤维表面，对纤维基体材料及结构没有破坏，因此该方法制备的导电纤维可以更好的保留基体材料原有的柔性及强度。

银纳米线是一种高长径比的一维金属纳米线，具有优异的导电性、高透光性、高柔韧性等特点，其在柔性透明导电薄膜、传感器、太阳能电池、电子皮肤等领域得到广泛研究与应用。

常用的表面涂覆方法制备的导电纤维，基体表面的导电材料与基体之间主要以物理吸附作用结合在一起，导电材料与基体结合不够牢固，在应用过程中，导电材料容易从基体表面脱落，致使导电稳定性及耐久性不佳，不具有很好的应用价值。综上所述，基于银纳米线、聚氨酯材料，开发一种工艺简单、易于制备高弹性、高导电率的柔性导电纤维的方法十分重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于银纳米线的柔性导电纤维，解决了常规导电纤维导电性差、稳定性差的问题。

本发明的另一个目的是提供基于银纳米线的柔性导电纤维的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，基于银纳米线的柔性导电纤维，导电纤维的结构为聚氨酯纤维表面包裹若干层银纳米线。

本发明所采用的第二种技术方案是，基于银纳米线的柔性导电纤维的制备方法，具体操作步骤如下：

步骤1、依次使用去离子水和丙酮，在超声震荡作用下冲洗毛细玻璃管内壁，干燥后备用；

步骤2、使用旋涡混合器将银纳米线悬浮液分散均匀；

步骤3、将步骤1干燥后的毛细玻璃管一端浸入银纳米线悬浮液中，当银纳米线悬浮液充满毛细玻璃管后取出，从毛细玻璃管的液体吸入端通入气体，将毛细玻璃管内的液体吹出，毛细玻璃管的内壁即附着了一层银纳米线，然后干燥内壁附着有银纳米线的毛细玻璃管，得到玻璃管A；

步骤4：将玻璃管A继续浸入银纳米线悬浮液中，从玻璃管A的液体吸入端通入气体，将玻璃管A内的液体吹出，玻璃管A的内壁重新附着了一层银纳米线，然后干燥内壁附着有银纳米线的玻璃管A，重复上述附着银纳米线的步骤0-19次，得到预处理毛细玻璃管；

步骤5、使用预处理毛细玻璃管吸取液体聚氨酯，并在室温下固化，得到玻璃管-导电纤维固联体；