【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及柔性絕緣材料，具體是一種自粘附單向?qū)枘z纖維膜及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、由于硅膠材料具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電氣絕緣性、熱穩(wěn)定性、柔韌性、耐水性和抗氧化性、生物相容性、可消毒性、光學(xué)透明性等優(yōu)勢，被生物醫(yī)學(xué)與光學(xué)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。硅膠薄膜（以高透明性的聚二甲基硅氧烷pdms為例）的傳統(tǒng)制備方法主要有旋涂法、掛涂法、噴涂法，形成厚度可控致密無孔的薄膜。
2、隨著可穿戴電子領(lǐng)域的發(fā)展，這種致密的材料不能夠滿足基材長期佩戴時可呼吸以及各種功能性多孔支撐材料的需求。發(fā)展出了化學(xué)泡發(fā)法與模版法制備可拉伸多孔硅膠基材。比如(i)?高分子微粒（例如聚苯乙烯），然后使用甲苯溶解聚苯乙烯珠子；(ii)?液體混合（例如水和乙醇），然后通過蒸發(fā)形成孔隙；(iii)?水溶性溶質(zhì)（例如糖），然后使用水溶解溶質(zhì)；(iv)化學(xué)泡發(fā)法。例如國際知名期刊上報道（npj?flexible?electronics?(2023)7:49）的利用檸檬酸在pdms中的結(jié)晶和溶解，形成小尺寸泡發(fā)孔徑的方法。以上方法均適用于制備硅膠泡沫材料，總厚度難以精確控制。難以實(shí)現(xiàn)超順應(yīng)可拉伸基底與功能性硅膠材料（厚度10?μm量級及以下）的多孔結(jié)構(gòu)的精確控制與制備。
3、單向?qū)且活悋@可呼吸排汗柔性基底材料技術(shù)。隨著可穿戴式設(shè)備的發(fā)展，長時間佩戴導(dǎo)致汗水滯留皮膚表面，從而影響整體器件性能、降低舒適度甚至引發(fā)皮膚炎癥反應(yīng)。近年來，圍繞可呼吸排汗以及單向?qū)姆椒懤m(xù)集中報道。可呼吸排汗策略例如在材料單面增加雙相高分子（mater.toda
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于提供一種自粘附單向?qū)枘z纖維膜及其制備方法和應(yīng)用，本專利技術(shù)提供的制備方法能夠制備得到的單向?qū)δ芏嗫坠枘z纖維膜具有超薄的厚度，且厚度可調(diào)控，并能夠?qū)崿F(xiàn)全硅膠纖維構(gòu)架下的自粘附功能。
2、本專利技術(shù)提供了一種自粘附單向?qū)枘z纖維膜的制備方法，包括以下步驟：
3、s1）在絕緣材料上，將pvp溶液和pdms稀釋液進(jìn)行同軸靜電紡絲，固化后得到基膜；
4、s2）在步驟s1）得到的基膜的其中一面構(gòu)造圖案化表面，將pva溶液在所述基膜的圖案化表面進(jìn)行固化，得到單向?qū)ぃ?/p>
5、s3）在步驟s2）得到的單向?qū)さ膱D案化表面，將pvp溶液和含硅膠壓敏膠的pdms稀釋液進(jìn)行同軸靜電紡絲，固化后得到自粘附單向?qū)枘z纖維膜；
6、步驟s1）和步驟s3）中，所述同軸靜電紡絲的接收端位于所述同軸靜電紡絲的出口端的正下方，所述出口端加載有15?kv~28?kv的正高壓，所述接收端加載有6?kv~10?kv的負(fù)高壓。
7、本專利技術(shù)步驟s1）首先在絕緣材料上，將pvp溶液和pdms稀釋液進(jìn)行同軸靜電紡絲，固化后得到基膜。具體而言，本專利技術(shù)以絕緣材料為紡絲接收板置于所述同軸靜電紡絲的接收端的電極板上，以pvp溶液為殼組分紡絲液（又稱犧牲層組分紡絲液），以pdms稀釋液為核組分紡絲液，通過同軸針將所述pvp溶液和pdms稀釋液進(jìn)行同軸靜電紡絲，所述同軸針置于所述同軸靜電紡絲的出口端，所述同軸靜電紡絲的接收端位于所述同軸靜電紡絲的出口端的正下方，所述出口端加載有15?kv~28?kv的正高壓與同軸針直接連接，優(yōu)選15?kv~25?kv的正高壓，所述接收端加載有6?kv~10?kv的負(fù)高壓與電極板直接連接，優(yōu)選6?kv~9?kv的負(fù)高壓，使得所述絕緣材料處于負(fù)高壓電場中。在本專利技術(shù)的某些實(shí)施例中，所述絕緣材料選自耐高溫離型紙，具體為氟素離型紙。
8、本專利技術(shù)為了匹配液態(tài)硅膠與犧牲層流體材料的高粘度系數(shù)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的熱固性高分子材料纖維成型的靜電紡絲平臺，在垂直方向上進(jìn)行正負(fù)高壓電源同軸靜電紡絲，正電壓加載在同軸針針頭上，負(fù)高壓加載在垂直于同軸針針頭噴口正下方的形狀尺寸一定的金屬導(dǎo)熱板電極上，通過負(fù)高壓在形狀控制極板均勻布置，可以很好地控制飛絲問題與紡絲墊成型問題，制得均一的全通孔產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)該方向上電場拉力在有限圖案內(nèi)的精準(zhǔn)覆蓋，最終紡絲液在所述絕緣材料上形成均勻可控的纖維膜結(jié)構(gòu)。
9、本專利技術(shù)所述同軸靜電紡絲的接收端的溫度為100℃~140℃。本專利技術(shù)將從出口端噴射出來的雙組份紡絲液進(jìn)一步通過下方接收端熱板進(jìn)行高溫加熱，使得微米級纖維迅速固化，形成透氣性良好的疏松微孔結(jié)構(gòu)。
10、本專利技術(shù)步驟s1）所述pvp溶液，具體為pvp的醇溶液，更具體為pvp的甲醇溶液；所述pvp溶液中的pvp的重量體積比例為15(w/v)%~20(w/v)%。本專利技術(shù)所述pvp溶液作為犧牲層組分紡絲液，紡絲犧牲層材料通過機(jī)械性質(zhì)匹配選擇粘度較高的高分子水凝膠材料。在本專利技術(shù)的某些實(shí)施例中，所述pvp為高聚合度的聚乙烯吡咯烷酮pvp(k90)。
11、本專利技術(shù)步驟s1）所述pdms稀釋液包括重量比為（4~6）：1的pdms和稀釋劑。具體而言，所述pdms稀釋液由pdms加入稀釋劑進(jìn)行稀釋得到；其中，所述pdms是一種熱固性硅膠紡絲材料；在本專利技術(shù)的某些實(shí)施例中，所述pdm稀釋液s選自sylgard-184稀釋液。所述稀釋劑選自正己烷和環(huán)己烷中的一種或多種。本專利技術(shù)將液體狀態(tài)下的熱固硅膠進(jìn)行稀釋，從而降低高壓噴口處犧牲層纖維材料的拉伸負(fù)載。
12、本專利技術(shù)在進(jìn)行所述同軸靜電紡絲前，將所述pdms稀釋液在60℃~80℃下進(jìn)行熱處理15min~50?min，優(yōu)選為30?min~40?min，更優(yōu)選為38?min。本專利技術(shù)在將所述pdms稀釋液進(jìn)行所述同軸靜電紡絲前，先通過熱處理使其進(jìn)行部分預(yù)交聯(lián)，提高成型速度。
13、本專利技術(shù)步驟s1）將所述pvp溶液和所述pdms稀釋液進(jìn)行同軸靜電紡絲的紡絲速度體積比為(7~9)：3。本專利技術(shù)通過pvp作為犧牲層，包裹稀釋后預(yù)交聯(lián)的pdms前聚體形成核殼結(jié)構(gòu)紡絲，通過乙醇等溶液水洗即可實(shí)現(xiàn)柔性可拉伸超薄熱固性硅膠纖維基膜，厚度5?μm~50?μm可調(diào)。
14、本專利技術(shù)所述同軸靜電紡絲完成后，對所得到的紡絲材料以60℃~80℃進(jìn)行固化10h~14?h得到基膜。在本專利技術(shù)的某些實(shí)施例中，本專利技術(shù)將形成在所述絕緣材料上的紡絲墊整體轉(zhuǎn)移到烘箱中進(jìn)一步固化得到基膜。
15、本專利技術(shù)得到基膜后，將所得本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種自粘附單向?qū)枘z纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1）和步驟S3）中，所述同軸靜電紡絲的接收端的溫度為100℃~140℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1）中，進(jìn)行所述同軸靜電紡絲前，將所述PDMS稀釋液在60℃~80℃下進(jìn)行熱處理20?min~50?min；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1）中，所述PVP溶液和所述PDMS稀釋液的紡絲速度體積比為(7~9)：3；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1）中，所述PVP溶液中的PVP的重量體積比例為15(w/v)%~20(w/v)%；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2）中，所述PVA溶液包括2?wt%~5wt%的PVA和5?wt%~10?wt%的甘油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2）中，所述固化的溫度為80~120℃，所述固化的時間為3?h~4?h。
8.根據(jù)權(quán)利要
9.權(quán)利要求1~8中任一所述的制備方法得到的自粘附單向?qū)枘z纖維膜。
10.權(quán)利要求9所述的自粘附單向?qū)枘z纖維膜在制備可穿戴電子設(shè)備中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種自粘附單向?qū)枘z纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1）和步驟s3）中，所述同軸靜電紡絲的接收端的溫度為100℃~140℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1）中，進(jìn)行所述同軸靜電紡絲前，將所述pdms稀釋液在60℃~80℃下進(jìn)行熱處理20?min~50?min；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1）中，所述pvp溶液和所述pdms稀釋液的紡絲速度體積比為(7~9)：3；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1）中，所述pvp溶液中的pvp的重量體積比例為15(w...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊雷，邵若梅，顏濱，孫樹清，
申請(專利權(quán))人：深圳市第二人民醫(yī)院深圳市轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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