一种湿敏纳米纤维薄膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115652535A(43)申请公布日2023.01.31(21)申请号202211422826.8(22)申请日2022.11.15(71)申请人上海工程技术大学地址201620上海市松江区龙腾路333号(72)发明人孙光武朱慧张华李艳梅(74)专利代理机构天津赛凌知识产权代理事务所(特殊普通合伙)12270专利代理师李蕊(51)Int.Cl.D04H3/005(2012.01)D04H3/02(2012.01)G01N21/81(2006.01)G01N27/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种湿敏纳米纤维薄膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种柔性传感器用湿敏纳米纤维薄膜及其制备方法。所述制备方法包括：S1，卤化镍的湿法处理：将卤化镍粉末进行充分研磨后分散于溶剂中，于60‑75℃磁力搅拌，得到卤化镍的前驱液，再将所述前驱液通过尼龙针式过滤器过滤出沉淀物，得到卤化镍分散液；S2，纺丝液的制备：取聚合物/溶剂纺丝前驱体溶液加入到所述卤化镍分散液中，室温条件下磁力搅拌，制得液喷纺丝液；S3，液喷纺丝制备湿敏纳米纤维初生膜；S4，将湿敏纳米纤维初生膜置于烘箱中于50‑65℃加热2.5‑3.5h，得到湿敏纳米纤维薄膜。该方法能有效避免湿敏材料在使用过程中被破坏，延长了湿敏膜及传感器的使用寿命；制备的湿敏膜反应灵敏度高。CN115652535ACN115652535A权利要求书1/1页1.一种湿敏纳米纤维薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1，卤化镍的湿法处理：将0.5‑1.5mmol的卤化镍粉末进行充分研磨后分散于2‑3mL溶剂中，于60‑75℃磁力搅拌12‑36h，得到卤化镍的前驱液，再将所述前驱液通过尼龙针式过滤器过滤出沉淀物，得到卤化镍分散液；其中：所述卤化镍为镍原子和卤素原子结合的二元化合物，选自NiCl2、NiBr2和NiI2中的一种；所述溶剂为DMAC、DMF或水；所述尼龙针式过滤器的S2，纺丝液的制备：配制浓度为10‑20wt％的聚合物/溶剂纺丝前驱体溶液；取10‑20g所述聚合物/溶剂纺丝前驱体溶液加入到步骤S1得到的卤化镍分散液中，室温条件下磁力搅拌8‑15h，制得液喷纺丝液，其中：所述聚合物为白色或无色、适于液喷纺丝的疏水或亲水有机高分子聚合物；所述溶剂与S1中的溶剂相同；S3，液喷纺丝制备湿敏纳米纤维初生膜：采用步骤S2制得的所述液喷纺丝液，通过液喷纺丝方法，制备湿敏纳米纤维初生膜；S4，湿敏纳米纤维膜的制备：将所述湿敏纳米纤维初生膜置于烘箱中于50‑65℃加热2.5‑3.5h，得到所述湿敏纳米纤维薄膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，将所述卤化镍粉末和0.5‑1.5mmol的改性剂粉末进行充分研磨后分散于溶剂中，制备所述前驱液和卤化镍分散液，其中，所述改性剂为全氟辛基碘烷、四丁基碘化铵、四甲基碘化铵、PVA或SiO2。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述改性剂为四甲基碘化铵，用量为1mmol。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述溶剂为DMAC；所述卤化镍为NiI2。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述磁力搅拌时间为24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述聚合物为TPU、PAN或PVDF。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述聚合物为PAN，所述聚合物/溶剂纺丝前驱体溶液中PAN的质量分数为12％。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述溶剂为DMAC。9.一种由权利要求1‑8中任一项的制备方法制备的湿敏纳米纤维薄膜。2CN115652535A说明书1/5页一种湿敏纳米纤维薄膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及湿敏膜技术领域，具体涉及一种湿敏纳米纤维薄膜及其制备方法。背景技术[0002]在农业、工业生产、气象、人体健康方面，湿度都是必不可少的测量值。可穿戴式柔性湿度传感器在物联网、人机交互领域有着巨大需求，不仅可以用来检测呼吸频率，还可以用来测量皮肤表层湿度。[0003]现有柔性湿度传感器多以湿敏材料成膜，附于相应的柔性基底构成湿敏膜，再辅以其他电子器件的形式构成。湿敏膜作为传感器的感湿核心，一直是传感器领域的研究重点。[0004]首先，就构建方式而言，现有的湿敏膜多是通过将湿敏材料以旋涂、气溶胶沉积、磁控溅射，喷涂等方式机械复合于基底材料之上的方式形成。中国发明专利公开号CN114894891A通过旋涂技术在聚丙烯腈(PAN)纤维网络上方旋涂一层亲水性海藻酸钠(SA)膜，构建了具有双层网络结构的SA/PAN湿敏薄膜。中国发明专利公开号C