一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法

文档序号:33320556发布日期:2023-03-03 20:15阅读:41来源:国知局
一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法

1.本发明涉及机械应力发光纤维领域,尤其涉及一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法。


背景技术:

2.将机械能转化为光发射的方法在显示器和应力传感器的制备和应用很有前途,传统的应变诱导发光,也被称为机械发光(ml),是实现这种能量转换的最常见的方法,然而,这种机制有几个局限性,影响了其实际应用:首先,高强度的ml材料通常是无机材料,如石英,稀土离子掺杂铝酸盐和硫化锌掺杂金属粒子,为了产生ml,材料本身的大杨氏模量导致在几mpa尺度上的高阈值压力;其次,ml通常伴随着材料损伤和发光强度的衰减,这影响了ml的重现性,但因为机械力发光作用于人体中可以提供实时个人交流并且方便携带,从这个意义上说,能够感知和响应环境变化的ml纤维,正在吸引人们的注意,因为发光纺织品是首选的高能见度设备的个人安全和有吸引力的信号,是相互识别或新的通信形式。然而,目前市面上大多数发光纺织品,包括可穿戴的光纤和光纤形状的发光器件,数量较少且大多都依赖电力供应其发光。现在被制造出来的发光器件薄膜类的功能性相较于纤维类更为丰富,但薄膜类发光器件作用于织物上服帖性和美观性都较差。
3.专利文件cn108093535b中,通过将发光粉与弹性体混合,可得到具有拉伸性能的发光活性层,但是其掺杂硫化锌的电致发光粉采用交流激发,增加了电源导线元件,降低了舒适性。专利文件cn110592711a中,利用聚集诱导发光(aie)材料制备发光纤维,能够直接编织,具有高弹性但是其过于柔软,无法提供没有同时提供按压发光的功能。
4.综上,当下机械力发光的纤维中,柔软纤维在拉伸的同时很难实现按压的发光,而硬性纤维在按压时又不能实现拉伸的发光,在此基础上,研发出具有多效协同作用的多功能ml纤维,对于人体信号监测,未来显示屏和传感器件的发展有极大的潜力。


技术实现要素:

5.本发明克服了现有技术的不足,提供一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法。
6.为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:s1:粉末前处理:将zns:cu粉末和无水乙醇湿磨后烘干;s2:将聚二甲基硅氧烷(pdms)主剂和助剂按比例混合,配置纤维基体液;s3:将纤维基体液固化得到pdms纤维,将固化pdms纤维再次浸渍纤维基体液,并粘附聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)颗粒,固化得芯层纤维;s4:在纤维基体液中加入异丙醇,前处理后的zns:cu粉末以及al2o3粉末,配置成按压发光层溶液,将芯层纤维浸渍后捞出固化,获得能够在按压时激发出绿光的纤维a;s5:在纤维基体液中加入前处理后的zns:cu粉末以及聚四氟乙烯(ptfe)粉末,配置成拉伸发光层溶液,再将纤维a浸渍到拉伸发光层溶液中,捞出固化后获得能够拉伸发光且能够按压发光的多轴柔性发光纤维。
7.本发明一个较佳实施例中,步骤s1中,采用的zns:cu粉末的粒径大小为20-35μm。
8.本发明一个较佳实施例中,步骤s2中,pdms主剂与助剂的比例为10:1。
9.本发明一个较佳实施例中,步骤s2中,混合处理条件为:在常温条件下,将主剂与助剂剧烈搅拌30min,使其充分混合均匀,静置消泡备用。
10.本发明一个较佳实施例中,步骤s3中,pmma颗粒的尺寸100-500μm。
11.本发明一个较佳实施例中,步骤s3中,处理条件为:将无泡的pdms溶液注入模具中,烘干得到pdms纤维,并再次浸入纤维基体液中,捞出烘干至不流动微凝固状态后,表面均匀的附着上pmma颗粒,固化得到芯层纤维。
12.本发明一个较佳实施例中,步骤s4中,异丙醇的含量为20wt%-70wt%,zns:cu粉末的含量为50wt%-90wt%,al2o3粉末的含量为1wt%-9wt%。
13.本发明一个较佳实施例中,步骤s4中,处理条件为:纤维基体液中加入20wt%-70wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌使其充分混合均匀,再将前处理后zns:cu粉末按50wt%-90wt%的含量和1wt%-9wt%的al2o3粉末加入混合溶液中,并在常温条件下剧烈搅拌使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。
14.本发明一个较佳实施例中,步骤s5中,zns:cu粉末的含量为50wt%-90wt%,ptfe粉末的含量为10wt%-30wt%。
15.本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:
16.(1)本发明使用pdms作为纤维基体,溶液配置简单,且纤维制备时浸渍工艺操作简单,参数易于控制,能够实现连续化生产。
17.(2)本发明提供的纤维与现有的其他机械力发光的纤维相比较,能够实现双向协同的发光,且具有疏水性能,zns:cu粉末在空气中易吸湿团聚,影响其发光性能,而pdms具有疏水性可以保护该纤维发光性能稳定并长久,此外,本发明提供的纤维力学性能良好且发光性能稳定。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;
19.图1为本发明实施例一的sem图和发光实物图;
20.图2为本发明实施例二的不同al2o3添加含量的发光强度实物对比图;
21.图3为本发明实施例三的添加不同zns:cu颗粒尺寸的发光强度实物对比图;
22.图4为本发明实施例四的不同ptfe添加含量的发光强度实物对比图;图5是本发明优选实施例的制备流程示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,本发明的描述中,“实施例”、“一个实施例”或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征或特性包括在至少一些实施例中,但不必是全部实施例。基于本发明中
的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
24.一种可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维的制备方法,包括以下步骤:
25.s1:zns:cu粉末的前处理:将颗粒尺寸为20μm-35μm的zns:cu粉末和一定量的无水乙醇在研钵中湿磨后,将其放入烘箱中烘干备用。
26.一优选实施例中,处理条件为:zns:cu粉末粉末的颗粒尺寸为25μm,在常温条件下,将zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
27.s2:纤维基体液的配置:将聚二甲基硅氧烷(pdms)主剂和助剂按10:1的比例加入烧杯中并放置在加热台上剧烈搅拌30min,使其充分混合后,放入真空烘箱中消除气泡,静置备用。
28.一优选例中,在常温条件下,主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
29.s3:芯层纤维的制备:将步骤s2中纤维基体液注入直径为0.05mm的聚四氟乙烯管状纤维模具中,在高温下固化,待固化完成后脱模得到pdms纤维,将pdms纤维再次浸渍纤维基体液,烘干至不流动微凝固状态时取出,将整根纤维均匀粘附聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)颗粒后,再进行固化得芯层纤维。
30.优选的,pmma颗粒的尺寸100-500μm。
31.一优选例中,芯层纤维的制备步骤包括:将步骤s2中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维,将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
32.s4:按压发光层的制备:在纤维基体液中加入一定量的异丙醇将其稀释,再加入前处理后zns:cu粉末和一定比例的al2o3粉末,配置成按压发光层溶液。将芯层纤维浸渍到该溶液中,捞出固化使纤维可以在按压时激发出绿光。
33.优选的,异丙醇的含量为20wt%-70wt%,zns:cu粉末的含量为50wt%-90wt%,al2o3粉末的含量为1wt%-9wt%;
34.一实施例中,按压发光层制备步骤包括:纤维基体液中加入20wt%-70wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤s1中前处理后zns:cu粉末按50wt%-90wt%的含量和1wt%-9wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤s3中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
35.s5:拉伸发光层的制备:在纤维基体液中加入前处理后zns:cu粉末和一定比例的聚四氟乙烯(ptfe)粉末,配置成拉伸发光层溶液,再将步骤s4中的纤维浸渍到该溶液中,捞出固化使纤维可以在拉伸时发出绿光,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
36.优选地,zns:cu粉末的含量为50wt%-90wt%,ptfe粉末的含量为10wt%-30wt%。
37.一实施例中,拉伸发光层制备步骤包括:配置好的纤维基体液中加入前处理后zns:cu粉末按50wt%-90wt%的含量和10wt%-30wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅
拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤s4中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
38.下面的实施例中,用sem和eds来证明纤维的多轴结构和各元素的分布;用落球法的光斑照片直观的表示按压应力下的发光强度;用光谱仪来测量在按压应力和拉伸应力是的发射光谱。
39.实施例1
40.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
41.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
42.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
43.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
44.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
45.对比例1
46.对比例1与实施例1的区别在于:是否在芯层纤维外层粘附pmma颗粒,具体是:
47.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
48.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
49.再
50.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维,即为所需的芯层纤维。
51.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
52.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
53.由附图1可以看出,实施例1与对比例1相比,(a)中通过sem图可以明显看出纤维的多轴结构。(b)中通过落球法中光斑的清晰程度可以明显的看出,添加pmma颗粒的光斑更加清晰,这是由于pmma硬质颗粒可以在纤维整体受力时提供一个反作用力,而未添加pmma颗粒的由于芯层是pdms弹性纤维,不能提供这个反作用力,所以发光强度微弱。由(c)中未添加pmma颗粒纤维的光斑图亦可证明,pmma颗粒的添加使发光强度更好。
54.实施例2
55.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
56.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
57.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
58.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
59.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
60.对比例2
61.对比例2与实施例2的区别在于:压光层中al2o3添加含量的不同,具体是:
62.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
63.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
64.再
65.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋
中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
66.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和2wt%、5wt%、9wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
67.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
68.由附图2可以看出,实施例2与对比例2相比,(a)为al2o3添加含量为2%时的光斑图;(b)为al2o3添加含量为5%时的光斑图由光斑图;(c)为al2o3添加含量为7%时的光斑图;(d)为al2o3添加含量为9%时的光斑图。可知对于具有相同粒径的每个样品组,在7wt%的含量下发现最大ml强度。这可归因于通过添加al2o3纳米颗粒改变了ml强度,随着添加更多的纳米颗粒使pdms基体弹性模量减小。
69.实施例3
70.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为20μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
71.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
72.再
73.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
74.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
75.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
76.对比例3
77.对比例3与实施例3的区别在于:所添加的zns:cu颗粒的尺寸不同,具体是:
78.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为35μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
79.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
80.再
81.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
82.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
83.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
84.由附图3可以看出,实施例3与对比例3相比,(a)和(c)为zns:cu颗粒尺寸为35μm,(b)和(d)图为zns:cu颗粒尺寸为20μm。由光斑图可知对于具有相同添加含量的zns:cu的每个样品组,在颗粒尺寸为20μm时的发现最大ml强度。这可归因于颗粒粒径的减少使颗粒的比表面积增大,在产生应力刺激时,载流子的运行速度加快,从而使发光强度增强。
85.实施例4
86.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μmm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
87.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
88.再
89.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
90.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
91.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后
zns:cu粉末按80wt%的含量和10wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
92.对比例4
93.对比例4与实施例4的区别在于:拉伸发光层中ptfe粉末添加量的不同,具体是:
94.1)zns:cu粉末的前处理:在常温条件下,将颗粒尺寸为25μm的zns:cu粉末和无水乙醇按1:1的比例研磨至酒精完全挥发,再将其放入60℃烘箱中保持粉末的干燥。
95.2)纤维基体液的配置:在常温条件下,pdms的主剂与助剂按10:1的比例混合,并剧烈搅拌30min后置其于30℃的真空烘箱中消泡20min,静置备用。
96.再
97.3)芯层纤维的制备:将步骤2)中所得的纤维基体液用注射器将无泡的pdms溶液注入纤维模具中,放入90℃的烘箱中烘干得到pdms纤维。将固化好的pdms纤维再次浸入纤维基体液中,捞出后放入90℃烘箱中烘干至不流动微凝固状态后放入装有pmma颗粒的密封袋中,使纤维表面均匀的附着上pmma颗粒,得到芯层纤维。
98.4)按压发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入25wt%的异丙醇,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀。再将步骤1)中前处理后zns:cu粉末按70wt%的含量和7wt%的al2o3粉末加入该溶液中,并在常温条件见下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到压光层浸渍溶液。最后,将步骤3)中得到的芯层纤维浸渍到压光层溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可以按压发光的柔性多轴发光纤维。
99.5)拉伸发光层的制备:在步骤2)中配置好的纤维基体液中加入步骤1)中前处理后zns:cu粉末按80wt%的含量和0wt%、20wt%、30wt%的ptfe粉末,并在常温条件下剧烈搅拌30min使其充分混合均匀,得到拉伸发光层浸渍溶液。最后,将步骤4)中得到的按压发光的柔性多轴发光纤维浸渍到拉伸层发光溶液中,捞出后放入90℃烘箱烘干30min,得到可拉伸和按压发光的多轴柔性发光纤维。
100.由附图4可以看出,实施例4与对比例4相比,(a)为ptfe添加含量为0%时的光斑图;(b)为ptfe添加含量为10%时的光斑图;(c)为ptfe添加含量为20%时的光斑图;(d)为ptfe添加含量为30%时的光斑图;随着ptfe纳米颗粒含量的增加,发光强度先是增加,然后下降,导致最佳重量百分比为20%。与不含聚四氟乙烯纳米颗粒的发光复合材料相比,发光强度有明显提高。这一发现表明,ptfe纳米颗粒的加入确实促进了接触表面之间的摩擦电气化。然而,过量的聚四氟乙烯纳米颗粒降低了pdms的透明度,从而阻止了发光传输。
101.以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
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