[发明专利]一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法

权利要求书

1.一种芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)芳纶预处理：将芳纶加入二甲亚砜/水/强碱体系中搅拌剥离，水洗后，用去离子水配制成芳纶溶液，保存备用；

(2)称取石墨烯和导电高分子单体，加入到步骤(1)制备的芳纶溶液中，搅拌，制得芳纶/石墨烯/导电高分子单体溶液，备用；

(3)向步骤(2)制备的溶液中加入引发剂、还原剂和表面活性剂，搅拌后，倒入反应釜密封静置，得到芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶；

(4)将步骤(3)制备的芳纶/石墨烯/导电高分子水凝胶水洗后，冷冻干燥得到芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物；

(5)将步骤(4)制备的芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶初产物置于管式炉中，通入保护气体，加热2～10h后，自然冷却，得到芳纶/石墨烯/导电高分子气凝胶复合压力传感材料；

步骤(1)中所述芳纶为杜邦中国有限公司生产的凯夫拉49，密度为1.44g/cm³，断裂伸长率为2.4％，弹性模量为112GPa，韧度为2.08N/tex，分子量为40000g/mol；

步骤(2)中所述石墨烯为氨基修饰的氧化石墨烯固体；

步骤(2)中所述芳纶/石墨烯/导电高分子单体溶液中石墨烯的质量浓度为1～20mg/mL，导电高分子单体的质量浓度为0.01～100mg/mL；所述搅拌是以20～300r/min搅拌1～10min。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述二甲亚砜/水/强碱体系的制备方法为：将强碱加入二甲亚砜与水的混合溶液中，配制成质量浓度为1～10mg/mL的溶液；二甲亚砜与水的体积比为100：(0.1～10)；所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种；所述芳纶溶液中芳纶的质量浓度为0.1～10mg/mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌是以20～600r/min搅拌2～60h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述导电高分子单体为吡咯、苯胺、噻吩、苯乙炔中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述引发剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、烷基过氧化氢、二烷基过氧化物、过氧化酯、过氧化二酰、过氧化二碳酸酯、偶氮二异丁腈中的一种或多种，引发剂与导电高分子单体的质量比为1：(1～100)；所述还原剂为水合肼、抗坏血酸、氢化铝锂、硼氢化钠中的一种或多种，还原剂与石墨烯的质量比为(0.1～10)：1；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种或多种，表面活性剂与石墨烯的质量比为(0.1～10)：1；所述搅拌是以20～300r/min搅拌1～10min；所述静置温度为10～220℃，静置时间为2～48h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述冷冻干燥是在-65～-20℃、20～200Pa压力下进行，冷冻干燥时间为10～24h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述保护气体为还原性气体；所述保护气体为氢氩混合气体、氢气中的一种或多种；所述加热温度为60～900℃。