[发明专利]一种丝网印复杂组织结构的还原氧化石墨烯导电蚕丝织物的制备方法

说明书

本发明公开了一种丝网印复杂组织结构的还原氧化石墨烯导电蚕丝织物的制备方法，属于纺织技术领域。本发明设计多种复杂组织：缎纹组织、绉组织联合接结双层组织，采用丝网印版通过刮板将氧化石墨烯复合浆液印到蚕丝织物上，对印好浆液的蚕丝织物进行烘干处理，重复上述步骤，使氧化石墨烯复合浆液多次与蚕丝织物结合，然后采用还原剂连二亚硫酸钠在震荡水浴锅中将通过多次氧化石墨烯丝网印、整理烘干的蚕丝织物做还原处理，将氧化石墨烯还原成具有导电性的还原氧化石墨烯，从而使蚕丝织物具有导电性。本发明方法能够低成本、快速且方便的实现导电蚕丝织物的制备，该织物能应用于智能可穿戴面料、医疗保健、智能传感器、运动监测等领域。

技术领域

本发明属于纺织科学技术领域，具体涉及了一种丝网印复杂组织结构的还原氧化石墨烯导电蚕丝织物的制备方法。

背景技术

在科技信息迅速发展的时代背景下，柔性可穿戴器件在生理监测、运动监测、智能机器人等领域表现出巨大的应用潜力。现如今具有传感、致动、发光、储能等功能性智能纤维及织物已相继产生。天然蚕丝具有优异的机械性能、良好的生物相容性和可控的生物可降解性等优势，使其不仅被大量应用于传统的纺织工业，而且在柔性电子器件和生物医学领域具有广阔前景。

由于蚕丝中丝素蛋白的多级结构令其具有优异的机械性能，其断裂强度一般为300-740MPa，杨氏模量通常为10-17GPa。同时蚕丝本身具有优良的生物相容性能，对人体皮肤亲和力好，因此，在导电材料的发展过程中，蚕丝或丝素蛋白以其优良的生物活性，对生物体无毒、无害，作为柔性导电织物、纳米纤维导电材料或柔性导电薄膜材料的基底，不仅拓宽了蚕丝及其丝素蛋白的应用范围，同时有利于医学研究、电子皮肤、体内植入电子设备等领域科学研究的进展。为了使蚕丝具有更优良的的导电性能，常用具有导电性能的材料对蚕丝织物进行改性，石墨烯作为一种具有良好导电性能的材料，被广泛运用到智能可穿戴产品当中，石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。石墨烯拥有极其优异的导电性能，常温下其电子迁移率为2×105cm2/(V·s)(硅的100倍)，并且电阻率仅约10-6Ω·cm，是迄今为止电阻率最小的材料。因此，将石墨烯与传统织物结合可以赋予织物优异的导电性能。此外，由于织物灵活性高、柔软性好，且织物的形态能够轻易地随着人体动作的改变而产生可回复性的形变，而成为制备柔性可穿戴电子产品的理想基材。柔性导电石墨烯整理织物已经被成功应用于柔性传感器、柔性电容器电极等领域。人们通过化学氧化还原手段制备出氧化石墨烯，增加石墨烯二维分子结构中的反应活性基，从而提高化学反应活性及水溶性，然后再通过还原手段去除活性基获得还原氧化石墨烯，由于还原氧化石墨烯具有与石墨烯基本相同的形态结构而恢复石墨烯原有的性能。

现阶段石墨烯整理蚕丝织物的方法有直接浸渍法、浸轧法以及原为聚合法：赵兵等人在专利CN201811380530.8公开了一种以蚕丝为基底的金属纳米线/石墨烯导电材料及其制备方法，是将蚕丝织物浸渍在氧化石墨烯水溶液中，取出后用去离子水和乙醇反复清洗、烘干后，置于还原剂中将氧化石墨烯还原为石墨烯。曹机良等人在专利CN201811155839.7公开了一种耐久性导电和超疏水棉/蚕丝织物的制备方法，采用浸轧法将氟化氧化石墨烯和氧化石墨烯混和水溶液涂覆于棉或蚕丝表面。王潮霞等人在专利CN201410554346.6公开了一种石墨烯/聚苯胺共价结合柔性导电织物的制备方法，将氧化石墨烯或其衍生物与对苯二胺的反应产物施加到织物上后进行还原，再使织物吸附苯胺单体，然后使苯胺单体在织物上原位聚合成聚苯胺并与石墨烯形成共价键结合。