一种镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法

本发明属于弹性导电膜材料制备，涉及一种镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法。

背景技术：

1、静电纺丝是一种制备有机和无机聚合物纳米纤维的有效手段，可以制备直径从微米级到纳米级的复合超细聚合物纤维。近十多年以来，静电纺丝的技术受到众多关注，并成功应用于许多领域，如多功能纺织品、传感器、有机太阳能电池、组织工程、导电基板表面功能化改性等。

2、弹性导电膜与硬质衬底导电膜相比，不但具备可比拟的光电特性，而且还有许多硬质衬底导电膜无法比拟的特点：可弯折、不易碎、轻薄便于携带、可以采用卷对卷的连续工业生产方式等。且随着电子器件的轻薄可折叠化的发展趋势，弹性导电膜是取代硬质导电膜的最佳选择，从而引起了人们的广泛关注和研究。

3、目前使用的弹性导电膜大部分为涂布膜，如导电聚合物膜、碳系膜、金属系膜和氧化物系膜等，但是其中大部分柔性非常差，弯折会造成其裂缝，导电性急剧下降，大大限制了其在柔性设备中的应用，拥有良好的拉伸稳定性和导电性十分重要。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种具有高电导率的镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法，解决目前弹性导电膜使用过程中面临的电导率低和拉伸性差的问题。

2、实现本发明目的的技术方案如下：

3、一种镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法，具体步骤如下：

4、步骤1，以乙醇和巯丙基三乙氧基硅烷的混合溶液为溶剂，将镓铟合金溶于溶剂中，通过细胞破碎仪进行超声，得到镓铟合金溶液。其中，镓铟合金的浓度为0.10～0.14g/ml，巯丙基三乙氧基硅烷为乙醇质量的0.1～0.2％，细胞破碎仪功率设定在300w～450w，时间为5～15min；

5、步骤2，加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物颗粒于1,2-二氯乙烷溶液中，搅拌至混合均匀，除去气泡，得到静电纺丝溶液，其中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量分数为16～19wt％；采用静电纺丝方法，设置电压9～14kv，接收距离10～15cm，溶液流速为1.5～3.5ml/h，得到苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物纳米纤维膜；

6、步骤3，将镓铟合金溶液涂覆于纳米纤维膜上，干燥，破坏氧化膜得到镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜。

7、优选地，步骤1中，溶剂中，乙醇和巯丙基三乙氧基硅烷的体积比为30:1～40:1。

8、优选地，步骤1中，镓铟合金的质量比例为ga:in:sn＝68.5:21.5:10。

9、优选地，步骤1中，搅拌时间为2～4h，搅拌温度为35～60℃。

10、优选地，步骤2中，针头的内径为0.47mm。

11、优选地，步骤3中，干燥温度为20～50℃，干燥时间为0.5～1h。

12、与现有技术相比，本发明具有以下优势：

13、(1)本发明的工艺简单，原料易得；

14、(2)本发明制备的复合膜具有较高的导电率，其导电率可达2000～3000s/cm；

15、(3)本发明所制得的复合膜可拉伸性高，稳定性好，可拉伸率在0～1100％。

技术特征：

1.一种镓铟合金/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的溶剂中，乙醇和巯丙基三乙氧基硅烷的体积比为30:1～40:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的镓铟合金质量百分比为ga:in:sn＝68.5:21.5:10。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，所述的搅拌时间为2～4h，搅拌温度为35～60℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的针头的内径为0.47mm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的干燥温度为20～50℃，干燥时间为0.5～1h。

技术总结
本发明公开了一种镓铟合金/苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物弹性导电膜的制备方法。该方法先将镓铟合金高度分散在乙醇和巯丙基三乙氧基硅烷的混合溶液中进行超声得到纳米镓铟合金分散液；并将苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物颗粒溶解在1,2‑二氯乙烷的溶液中得到纺丝溶液，再通过静电纺丝，制备苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物纳米纤维膜；最后将纳米镓铟合金分散液涂覆于苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物的纳米纤维膜上，等待干燥后破坏表面的氧化层后制备得到可拉伸的弹性导电膜。本发明制备的弹性导电膜电导率良好，导电率可达2000～3000s/cm，且具有较大的可拉伸率，其最大可拉伸率可达1100％以上。

技术研发人员：冯章启,王富亿
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15