[发明专利]一种纤维结构生物PHB基柔性导电膜、制备与应用

说明书

一种纤维结构生物PHB基柔性导电膜、制备与应用，步骤：（1）将聚羟基丁酸酯PHB与氯仿和N,N‑二甲基甲酰胺的混合溶剂混合；（2）将（1）得到的PHB溶液进行静电纺丝,获PHB纳米纤维膜；（3）使用抽滤使银纳米线AgNWs分散液中的AgNWs分散在（2）获得的PHB纳米纤维膜上；（4）再次对（1）得到的PHB溶液进行静电纺丝，使用聚酰亚胺PI膜接收PHB纤维；得到沉积PHB纤维的PI膜；（5）将（3）中有AgNWs的PHB纳米纤维膜与（2）中得到的PHB纳米纤维膜以及沉积有PHB纤维的PI膜叠加，进行高压处理，得到所需膜材料。本发明AgNWs‑PHB材料应用在绿色环保且自然降解的生物基材料行业中。

技术领域

本发明涉及纤维结构生物基导电膜材料技术领域，尤其涉及一种纤维结构生物PHB基柔性透明导电膜及其制备方法与应用。

背景技术

自第二次工业革命即电气革命以来，各种电子设备和器件逐渐深入到人类社会中的每一个角落。迄今为止，人类社会已经产生数量庞大的电子废弃物，而且这一问题还会随着人类社会的发展日益严重。电子器件大多由金属和聚合物构成，这些材料大部分不仅不可再生而且降解速度很慢或难以降解，因此这些电子废弃物无疑对生态环境造成了巨大的生态压力和环境破坏。因此，开发基于可再生材料的绿色可降解导电材料便成为各国政府以及研究人员的研究重点之一。常见的导电聚合物/复合物制备方法可以分为非本征导电聚合物的物理共混和本征导电聚合物的掺杂调控。前者是指以聚合物为基体，向其中加入导电组分从而实现导电功能。如何实现导电组分在基体中的均匀分散并使其形成导电网络是能否制备导电功能复合材料关键与难点。后者则是一种通过导电聚合物掺杂程度、构型和构象的调节实现导电性能的优化的方法，但是这种方法大多工艺复杂且制备的导电聚合物大部分难以降解。聚羟基丁酸脂(PHB)是一种可由微生物发酵生成的高分子材料，因此它具有良好的生物相容性和降解性。此外，PHB分子链的结构规整，宏观上呈刚性易脆性质，虽然拉伸性能与聚丙烯相似，但是断裂伸长率仅～5％。因此开发一种柔性的基于PHB材料的绿色可降解的导电复合材料是很有价值的。银纳米线(AgNWs)具有高电导率，而且制备工艺简单，是一种已经商业化的导电材料。但是它的分散性较差且稳定性一般，因此如果没有精密细致的涂布或者缺乏保护涂层，这种纳米材料的导电性就会显著下降。

发明内容

本发明的目的是针对上述领域存在的技术缺陷，提供一种纤维结构生物PHB基柔性导电膜的制备方法。

本发明的另一目的是提供一种透明的，具有纤维结构的柔性的生物可降解导电膜复合材料及其应用。

实现本发明目的之技术解决方案如下：

一种纤维结构生物PHB基柔性透明导电膜材料制备方法，其步骤如下：

步骤1：将聚羟基丁酸酯PHB与氯仿和N,N-二甲基甲酰胺DMF的混合溶剂混合，以备之后制备静电纺丝PHB溶液所用；

步骤2：利用步骤1得到的PHB溶液进行静电纺丝,得到了PHB纳米纤维膜；

步骤3：使用抽滤使银纳米线AgNWs分散液中的AgNWs分散在步骤2得到的PHB纳米纤维膜上；

步骤4：再次利用步骤1得到的PHB溶液进行静电纺丝，并使用聚酰亚胺PI膜接收PHB纤维；得到沉积有PHB纤维的聚酰亚胺PI膜。

步骤5：将步骤3中得到的分布有纳米银线AgNWs的PHB纳米纤维膜与步骤2中得到的PHB纳米纤维膜以及沉积有PHB纤维的聚酰亚胺PI膜叠加，然后再将它们一并进行高压处理，最后得到所需膜材料。

进一步的，步骤1所述的将聚羟基丁酸酯PHB与氯仿和N,N-二甲基甲酰胺DMF的混合溶剂混合，其氯仿和N,N-二甲基甲酰胺DMF体积比为9:1，聚羟基丁酸酯PHB的浓度为0.07g/ml，溶解温度为60-70℃，溶解时间约为2.5h；然后使用磁力搅拌器溶解。