CN109731216B - 一种具有声波响应特性的微电流美白面膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有声波响应特性的微电流美白面膜及其制备方法，方法为：在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，再将该表面与振动基底膜粘合；制得的面膜包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，PVDF纳米纤维膜嵌在导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上的凹槽内，PVDF纳米纤维膜和振动基底膜均是通过静电纺丝制得的。本发明的制备方法简单，制得的PVDF纳米纤维膜可直接通过自身的压电效应产生微电流，实现了持续不断地供电，并且微电流在面部的均匀分布，帮助改善皮肤状态；制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜轻柔，能够贴合肌肤，舒适度高，美白效果好。

Description

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜及其制备方法

技术领域

本发明属于面膜技术领域，涉及一种微电流面膜，特别涉及一种具有声波响应特性的微电流美白面膜及其制备方法。

背景技术

微电流在医疗美容领域的应用已经较为广泛。根据生物电原理，人体生命过程中的新陈代谢及一切活动都会产生电，心电图反映了心脏跳动产生的电波、脑电图反映了大脑活动时产生的脑电波，由此，临床上通过对比正常状态下生物电反应图像来诊断疾病。为了恢复病变细胞或组织处的正常生物电活动，除了使用药物治疗以外，还可以利用仿“生物电”的微电流通过激活作用来促进细胞离子的转换，加速细胞恢复正常生理功能。

在美容领域，由于微电流的刺激能扩大细胞与组织间隙，还能刺激细胞促使各种能量合成，三磷酸腺苷(又叫ATP，它是一种含有高能磷酸键的有机化合物，ATP是生命活动能量的直接来源)增加400％，氨基酸转运增强，蛋白质合成增加30-40％，使粘连着的结缔组织纤维、肌纤维和神经纤维等活动后而分离并重新排列，从而恢复原有的生物活性及功能，能够起到紧致肌肤、淡化皱纹甚至祛除疤痕的效果。

在此技术背景下，近年来市面上逐渐出现了如微电流美容仪、微电流面膜等产品。微电流美容仪需要借助导电凝胶等成分来产生微电流，使用起来较为不便，市场上现有的微电流面膜都要用外加的供电装置提供电流，供电体电量有限，且导致面膜的外形不够美观，重量有了一定增加后不够轻便，另外，该类微电流面膜的储存和使用上也多有不便之处。

声波响应主要是利用压电材料的压电效应来实现的，压电材料是一种晶体材料，其特点是当其受外力而产生变形时，会由于内部极化而在表面上产生电荷，常用的压电材料有石英体、压电陶瓷、聚偏二氟乙烯(PVDF)和压电复合材料。其中，PVDF压电高聚物与传统的压电材料(石英晶体、钛酸钡、压电陶瓷等)相比，具有重量轻、柔软性好、频率响应宽和动态响应范围大等特点，且经过拉伸和极化处理之后，PVDF薄膜显示出高聚物当中最强的压电特性。因此，近年来，PVDF压电薄膜在许多领域得到了广泛的应用，包括智能服装、能源、医疗以及传感器等领域。

因此，开发一种使用方便并由声波产生响应且能够在保持面膜原有的形态和重量的同时还具有微电流功能的美白面膜具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种使用方便并由声波产生响应且能够在保持面膜原有的形态和重量的同时还具有微电流功能的美白面膜。本发明通过静电纺丝制备的PVDF纳米纤维膜具有良好的生物相容性，因而可以利用PVDF纳米纤维膜制成具有声波响应特性的压电面膜，将声波作为机械应力诱导PVDF纳米纤维膜表面产生电荷，电荷定向移动产生微电流，再利用导电凝胶将产生的微电流导入皮肤，当声波大小为80dB时，声波频率在220Hz处PVDF压电纤维膜有最大电压输出46mV，产生的最大微电流约为4.6μA，此时直流电正、负极下组织内发生理化变化，调整神经的兴奋性，改善局部水肿或脱水现象，促进血液循环和代谢功能，防止水分流失，起到美白作用。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动；

PVDF纳米纤维膜的厚度为20～26μm，表面积为300～340cm²，PVDF纳米纤维膜的厚度和表面积在此范围内是为了保证PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流在能够起到美白效果的电流大小的范围内，高了或者低了PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流会下降，使面膜不能达到美白效果，孔隙率为80％～86％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为706～786nm，PVDF的分子量为175000～375000g/mol；PVDF纳米纤维膜是通过静电纺丝制得的，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12～13wt％，静电电压15～17kV，纺丝液流速0.75～1.25mL/h，接收距离13～17cm，滚筒转速110～150rpm，喷丝针头直径0.4～0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液，静电纺丝的工艺参数影响PVDF纳米纤维膜中纤维的尺寸和排列，纤维的尺寸和排列会影响PVDF纳米纤维膜表面产生电荷的能力，进而影响最终制得的美白面膜响应声波时形成的微电流的大小，影响美白面膜的功能；本发明静电纺丝各工艺参数设置在此范围内是为了保证PVDF纳米纤维膜适当的尺寸和排列，从而保证PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流在能够达到美白功能的电流大小范围内，低了或高了会使PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流过小或过大使面膜不能达到美白效果。

PVDF纳米纤维膜的各参数对面膜最终产生的微电流大小都有影响，本发明经探究发现将其他参数固定在特定范围内，调整PVDF纳米纤维膜的厚度和静电纺丝的纺丝液浓度能够使得微电流大小发生明显变化，经创造性地劳动确定了PVDF纳米纤维膜的厚度和静电纺丝的纺丝液浓度。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为73～82mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.7～4.6μA。微电流的大小决定其功能，本发明经探索发现：当微电流约为4.6μA时，直流电正、负极下组织内会发生理化变化，调整神经的兴奋性，改善局部水肿或脱水现象，促进血液循环和代谢功能，防止水分流失，起到美白作用。

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²，孔隙率为83％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为746nm。在此数值下，PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流可以达到最大，使面膜起到最好的美白效果。

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为75～80wt％；PU的含量设置在此范围的目的是为了保证振动基底膜具有一定的弹性和导电率，高了振动基底膜的弹性会增强但导电率会下降，低了振动基底膜的导电率会增强但弹性会下降；

振动基底膜的厚度为350～450μm，厚度设置在此范围的目的是为了保证面膜不会太厚且有优良的带动PVDF纳米纤维膜振动的能力，高了面膜太厚使用感不舒适，低了带动PVDF纳米纤维膜振动的能力会减弱，表面积为360～400cm²，表面积设置在此范围的目的是为了覆盖住PVDF纳米纤维膜带动其振动从而保证PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流大小在能够起到美白效果的电流大小的范围内且保证边界与凝胶层相接触形成通路，孔隙率为78％～82％，振动基底膜中纳米纤维的直径为306.67～426.67nm；振动基底膜是通过静电纺丝制得的，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7～9wt％，静电电压34～36kV，纺丝液流速5～7mL/h，接收距离13～17cm，滚筒转速110～150rpm，喷丝针头直径0.7～0.9mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液，静电纺丝的工艺参数影响振动基底膜中纤维的尺寸和排列，纤维的尺寸和排列会影响振动基底膜传递应力的能力，进而影响最终制得的美白面膜响应声波时形成的微电流的大小，影响美白面膜的功能；

振动基底膜上设有多个通孔，单个通孔的横截面面积为90～150mm²，所有通孔的横截面面积之和为15.3～25.5cm²，通孔对于声音传播孔有影响，有孔的情况下，暴露于空气中的纳米纤维，直接与空气中传播的声波接触，有利于产生更多的输出电流，通孔横截面积设置在此范围内的目的是为了保证输出电流和灵敏度的大小，增大或减小孔的直径时，输出电流和灵敏度随之减小；振动基底层指的是一种防水透气且能够很好地传导振动的材料，此振动基底用于带动纳米纤维膜振动，且该层结构为带有通孔的结构，以提高PVDF纳米纤维膜振动，水蒸气分子和空气能通过气体的扩散和对流自由地通过微孔，但水分子却不能通过，具有良好的防水透气性能；

导电水凝胶的厚度为100～150μm，电导率为1.01×10^-3～7.3×10^-3S/cm，导电水凝胶的厚度和电导率的保护范围并不限于此，本领域技术人员可根据实际使用情况进行调整，厚度在此范围内是保证面膜不会太厚且有优良的导电性能，高了或低了均会影响使用舒适度，电导率设置在此范围内即为导电水凝胶所能达到的最佳电导率，低了会影响导电效果，本发明的导电水凝胶生物相容性好且具有亲肤性。

本发明的美白面膜的微电流大小主要取决于PVDF纳米纤维膜的结构，但是振动基底膜和导电水凝胶的参数等对微电流的产生和传输也会有一定的影响，本发明所制备的振动基底膜的厚度、表面积、单个通孔的横截面面积和所有通孔的横截面面积以及导电水凝胶的厚度和导电率等参数设置在此范围内的目的是能够与PVDF纳米纤维膜进行配合使得输出到人体的微电流大小在4.6μA左右，能够起到美白功能，超过此范围内，微电流大小会受到一定影响。

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；在此数值下，可以保证膜的弹性和导电率达到最优，使面膜起到最好的美白效果；

振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²，孔隙率为80％，振动基底膜中纳米纤维的直径为366.67nm；厚度设置为此值时是能在保证面膜尽量薄的前提下达到最好的带动PVDF纳米纤维膜振动的能力；表面积设置在此值时能够在保证其能够覆盖住PVDF纳米纤维膜带动其振动从而保证PVDF纳米纤维膜的灵敏度和输出电流大小且恰好与凝胶层相接触形成通路；

单个通孔的横截面面积为128.61mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；横截面面积优选为此数值时PVDF纳米纤维膜能够有最大的灵敏度和输出电流使面膜起到最好的美白效果；

通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.5～4.5cm。本发明通孔的形状并不限于此，其它能实现灵敏度和电流传导功能的均适用于本发明，通孔之间的间距设置在此范围内是为了保证PVDF纳米纤维振动的均匀度从而保证其灵敏度和输出电流，高了或者低了PVDF纳米纤维振动的灵敏度和输出电流会过大或过小使面膜无法具有美白效果。

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm。

如上所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，导电水凝胶的材质为含20～25wt％聚苯胺的明胶-聚苯胺接枝共聚物、含10～15wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物或含7～10wt％碳纳米管的明胶/碳纳米管复合物；导电水凝胶作为一种新型的可降解生物材料，具有良好的导电性能。

聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的；因有石墨的加入且PAA本身吸收了水使得所制备的导电水凝胶的电导率可达7.3×10^-3S·cm^-1。

明胶/碳纳米管复合物是通过将碳纳米管混入甲基丙烯酸改性的明胶中，采用紫外光交联的方法制得的。

本发明还提供一种制备如上所述的具有声波响应特性的微电流美白面膜的方法，在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，再将该表面与振动基底膜粘合。

作为优选技术方案：

如上所述的方法，所述粘合采用物理粘合法或化学粘合法。

如上所述的方法，所述物理粘合法为热粘合法、浸渍粘合法、喷洒粘合法、泡沫粘合法、印花粘合法、溶剂粘合法、火焰处理法或电晕处理法；所述化学粘合法为化学试剂处理法或气体热氧化法。

发明机理：

现有技术的微电流美白面膜都是通过外加供电装置提供电流，产生的电流通过导电凝胶膜的传导作用于皮肤，进而起到美白皮肤的作用，但该种方法由于供电体电量有限，且面膜的外形不够美观，重量不够轻便，另外，该类微电流美白面膜的储存和使用上也多有不便之处。

本发明通过静电纺丝制备生物相容性好的PVDF纳米纤维膜和振动基底膜，通过控制静电纺丝各工艺参数，制得具有特定厚度、表面积和孔隙率的PVDF纳米纤维膜以及特定厚度和特定通孔截面面积的振动基底膜，PVDF纳米纤维膜嵌在导电水凝胶内，同时与振动基底膜接触，当具有特定厚度和特定通孔截面面积的振动基底膜在受到声波的作用下发生振动，其带动与之相贴合接触的具有特定厚度、表面积和孔隙率的PVDF纳米纤维膜一起振动，振动基底膜发生振动所产生的声波作为机械应力诱导PVDF纳米纤维膜表面产生电荷，电荷定向移动产生电流，导电水凝胶能够将产生的微电流导入皮肤，当声波大小为80dB时，声波频率在220Hz处PVDF压电纤维膜有最大电压输出46mV，产生的最大微电流约为4.6μA，此时直流电正、负极下组织内发生理化变化，调整神经的兴奋性，改善局部水肿或脱水现象，促进血液循环和代谢功能，防止水分流失，起到美白作用。

本发明的微电流美白面膜，避免使用了外加供电装置，利用PVDF纳米纤维膜的声波响应特性，通过控制PVDF纳米纤维膜的厚度以及表面积等参数，同时与特定尺寸的振动基底膜和导电水凝胶相互配合向人体皮肤传输约4.6μA大小的电流，该电流大小恰好可起到美白皮肤的作用，因此，本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜使用更加便捷，舒适性更好。

有益效果：

(1)本发明的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，除去了传统微电流敷料所需的供电模块，能够通过声波直接响应，使用更加方便且实现了材料的轻柔化，使其能够贴合肌肤，更加舒适；

(2)本发明的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，直接通过面膜材料自身的压电效应产生微电流，实现了持续不断地供电，并且微电流在面部的均匀分布，帮助改善皮肤状态，使肌肤恢复活力和光泽，从而达到整体改善面部肌肤的效果；

(3)本发明的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，采用静电纺制得的PVDF纳米纤维膜的生物相容性好，并且对声音响应速度快，在220Hz、80dB的条件下对声音响应的灵敏度为73～82mV/Pa；

(4)本发明的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，采用的导电水凝胶材料可导电从而形成回路，且该材料生物相容性好，具有良好的亲肤性。

附图说明

图1为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜的结构侧视图；

图2为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜的结构俯视图；

图3为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜中振动基底膜的结构示意图；

图4为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜中PVDF纳米纤维膜的结构示意图；

图5为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜中导电水凝胶的结构示意图；

图6为本发明的具有声波响应特性的微电流美白面膜中振动基底膜上通孔的结构示意图；

其中，1-振动基底膜，2-导电水凝胶，3-PVDF纳米纤维膜，4-通孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7wt％，静电电压34kV，纺丝液流速6mL/h，接收距离17cm，滚筒转速130rpm，喷丝针头直径0.7mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²，孔隙率为80％，振动基底膜中纳米纤维的直径为366.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.5cm，单个通孔的横截面面积为128.6mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12.6wt％，静电电压15kV，纺丝液流速0.96mL/h，接收距离17cm，滚筒转速150rpm，喷丝针头直径0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²，孔隙率为83％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为746nm，PVDF的分子量为175000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用热粘合法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-S/cm，导电水凝胶的材质为含20wt％聚苯胺的明胶-聚苯胺接枝共聚物。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜1、PVDF纳米纤维膜3和导电水凝胶2，振动基底膜1与导电水凝胶2相互贴合，导电水凝胶2与振动基底膜1贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜3嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动，振动基底膜2上设有多个圆柱通孔4。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为78mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.90μA。

实施例2

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7wt％，静电电压36kV，纺丝液流速5mL/h，接收距离14cm，滚筒转速120rpm，喷丝针头直径0.9mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²，孔隙率为80％，振动基底膜中纳米纤维的直径为366.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.0cm，单个通孔的横截面面积为128.6mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度13wt％，静电电压17kV，纺丝液流速1.25mL/h，接收距离14cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.4mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²，孔隙率为83％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为746nm，PVDF的分子量为280000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用浸渍粘合法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含22wt％聚苯胺的明胶-聚苯胺接枝共聚物。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为81mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为4.06μA。

实施例3

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度8wt％，静电电压34kV，纺丝液流速5mL/h，接收距离13cm，滚筒转速150rpm，喷丝针头直径0.85mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²，孔隙率为80％，振动基底膜中纳米纤维的直径为366.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.0cm，单个通孔的横截面面积为128.6mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度13wt％，静电电压16kV，纺丝液流速1.05mL/h，接收距离17cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.4mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²，孔隙率为83％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为746nm，PVDF的分子量为196000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用喷洒粘合法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含25wt％聚苯胺的明胶-聚苯胺接枝共聚物。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为79mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.96μA。

实施例4

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7.5wt％，静电电压35kV，纺丝液流速7mL/h，接收距离13cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.8mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²，孔隙率为80％，振动基底膜中纳米纤维的直径为366.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.5cm，单个通孔的横截面面积为128.6mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12.8wt％，静电电压15.5kV，纺丝液流速1.25mL/h，接收距离13cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.5mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²，孔隙率为83％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为749nm，PVDF的分子量为268000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用泡沫粘合法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含10wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物；聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为82mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为4.60μA。

实施例5

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度9wt％，静电电压35.5kV，纺丝液流速6mL/h，接收距离17cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.7mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为78wt％；振动基底膜的厚度为350μm，表面积为370cm²，孔隙率为79％，振动基底膜中纳米纤维的直径为400.55nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.5cm，单个通孔的横截面面积为120.5mm²，所有通孔的横截面面积之和为22.89cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12.3wt％，静电电压15kV，纺丝液流速0.75mL/h，接收距离13cm，滚筒转速150rpm，喷丝针头直径0.5mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为20μm，表面积为320cm²，孔隙率为86％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为726nm，PVDF的分子量为175000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用印花粘合法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含12wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物；聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为76mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.77μA。

实施例6

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度9wt％，静电电压36kV，纺丝液流速7mL/h，接收距离16cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.7mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为78.2wt％；振动基底膜的厚度为380μm，表面积为385cm²，孔隙率为78％，振动基底膜中纳米纤维的直径为412.8nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.5cm，单个通孔的横截面面积为134.5mm²，所有通孔的横截面面积之和为19.57cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12wt％，静电电压17kV，纺丝液流速0.75mL/h，接收距离15cm，滚筒转速135rpm，喷丝针头直径0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为26μm，表面积为300cm²，孔隙率为84％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为776nm，PVDF的分子量为375000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用溶剂粘合法，导电水凝胶的厚度为100μm，电导率为3.2×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含13wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物；聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为73mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.70μA。

实施例7

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7.5wt％，静电电压34kV，纺丝液流速5.5mL/h，接收距离17cm，滚筒转速150rpm，喷丝针头直径0.9mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为80wt％；振动基底膜的厚度为420μm，表面积为360cm²，孔隙率为81％，振动基底膜中纳米纤维的直径为306.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.0cm，单个通孔的横截面面积为90mm²，所有通孔的横截面面积之和为15.3cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12wt％，静电电压15kV，纺丝液流速1.14mL/h，接收距离17cm，滚筒转速120rpm，喷丝针头直径0.4mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为20μm，表面积为300cm²，孔隙率为80％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为786nm，PVDF的分子量为330000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用火焰处理法，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为1.01×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含15wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物；聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为75mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.73μA。

实施例8

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度9wt％，静电电压35kV，纺丝液流速5mL/h，接收距离16cm，滚筒转速140rpm，喷丝针头直径0.8mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77wt％；振动基底膜的厚度为420μm，表面积为375cm²，孔隙率为82％，振动基底膜中纳米纤维的直径为389.6nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.9cm，单个通孔的横截面面积为100.33mm²，所有通孔的横截面面积之和为20.96cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12wt％，静电电压16kV，纺丝液流速0.9mL/h，接收距离17cm，滚筒转速140rpm，喷丝针头直径0.4mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为23μm，表面积为340cm²，孔隙率为80％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为706nm，PVDF的分子量为351000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用电晕处理法，导电水凝胶的厚度为130μm，电导率为5.5×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含10wt％碳纳米管的明胶/碳纳米管复合物；明胶/碳纳米管复合物是通过将碳纳米管混入甲基丙烯酸改性的明胶中，采用紫外光交联的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为80mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为4.03μA。

实施例9

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7wt％，静电电压34kV，纺丝液流速7mL/h，接收距离14cm，滚筒转速135rpm，喷丝针头直径0.7mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为79wt％；振动基底膜的厚度为450μm，表面积为400cm²，孔隙率为78％，振动基底膜中纳米纤维的直径为426.67nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为4.1cm，单个通孔的横截面面积为150mm²，所有通孔的横截面面积之和为25.5cm²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度13wt％，静电电压17kV，纺丝液流速0.75mL/h，接收距离16cm，滚筒转速110rpm，喷丝针头直径0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为310cm²，孔隙率为86％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为706nm，PVDF的分子量为175000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用化学试剂处理法，导电水凝胶的厚度为150μm，电导率为7.3×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含8wt％碳纳米管的明胶/碳纳米管复合物；明胶/碳纳米管复合物是通过将碳纳米管混入甲基丙烯酸改性的明胶中，采用紫外光交联的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为79mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.92μA。

实施例10

一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的制备方法，步骤如下：

(1)制备振动基底膜；

通过静电纺丝制得振动基底膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度8wt％，静电电压36kV，纺丝液流速5mL/h，接收距离15cm，滚筒转速150rpm，喷丝针头直径0.9mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

制得的振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为76.8wt％；振动基底膜的厚度为350μm，表面积为400cm²，孔隙率为78％，振动基底膜中纳米纤维的直径为322.81nm；振动基底膜上设有多个通孔，通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.5cm，单个通孔的横截面面积为135.55mm²，所有通孔的横截面面积之和为16.4m²；

(2)制备PVDF纳米纤维膜；

通过静电纺丝制得PVDF纳米纤维膜，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12.6wt％，静电电压16kV，纺丝液流速1.25mL/h，接收距离17cm，滚筒转速130rpm，喷丝针头直径0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜的厚度为26μm，表面积为340cm²，孔隙率为85％，PVDF纳米纤维膜中纳米纤维的直径为706nm，PVDF的分子量为253000g/mol；

(3)在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，再将该表面与振动基底膜粘合，其中粘合采用气体热氧化法，导电水凝胶的厚度为120μm，电导率为6.8×10^-3S/cm，导电水凝胶的材质为含7wt％碳纳米管的明胶/碳纳米管复合物；明胶/碳纳米管复合物是通过将碳纳米管混入甲基丙烯酸改性的明胶中，采用紫外光交联的方法制得的。

制得的具有声波响应特性的微电流美白面膜，包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动。PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为80mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为4.00μA。

Claims (9)

1.一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征是：包括振动基底膜、PVDF纳米纤维膜和导电水凝胶，振动基底膜与导电水凝胶相互贴合，导电水凝胶与振动基底膜贴合的表面上设有凹槽，PVDF纳米纤维膜嵌在凹槽内，凹槽的形状和深度与PVDF纳米纤维膜的形状和厚度相同，振动基底膜用于响应声波产生振动；

PVDF纳米纤维膜的厚度为20～26μm，表面积为300～340cm²，PVDF的分子量为175000～375000g/mol；PVDF纳米纤维膜是通过静电纺丝制得的，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度12～13wt％，静电电压15～17kV，纺丝液流速0.75～1.25mL/h，接收距离13～17cm，滚筒转速110～150rpm，喷丝针头直径0.4～0.6mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与丙酮的混合液；

PVDF纳米纤维膜对频率为220Hz且强度为80dB的声音响应的灵敏度为73～82mV/Pa，在频率为220Hz且强度为80dB的声音环境中产生的微电流大小为3.7～4.6μA；

振动基底膜为PU/PANI纳米纤维膜，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为75～80wt％；振动基底膜的厚度为350～450μm，表面积为360～400cm²；

振动基底膜上设有多个通孔，单个通孔的横截面面积为90～150mm²，所有通孔的横截面面积之和为15.3～25.5cm²。

2.根据权利要求1所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征在于，PVDF纳米纤维膜的厚度为22μm，表面积为320cm²。

3.根据权利要求1所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征在于，振动基底膜是通过静电纺丝制得的，静电纺丝的工艺参数为：纺丝液浓度7～9wt％，静电电压34～36kV，纺丝液流速5～7mL/h，接收距离13～17cm，滚筒转速110～150rpm，喷丝针头直径0.7～0.9mm，纺丝液中的溶剂为体积比为60:40的DMF与THF的混合液；

导电水凝胶的厚度为100～150μm，电导率为1.01×10^-3～7.3×10^-3S/cm。

4.根据权利要求3所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征在于，PU/PANI纳米纤维膜中PU的含量为77.5wt％；

振动基底膜的厚度为400μm，表面积为380cm²；

单个通孔的横截面面积为128.61mm²，所有通孔的横截面面积之和为21.86cm²；

通孔为圆柱孔，相邻两通孔之间的间距为3.5～4.5cm。

5.根据权利要求3所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征在于，导电水凝胶的厚度为125μm，电导率为4.15×10^-3S/cm。

6.根据权利要求3所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜，其特征在于，导电水凝胶的材质为含20～25wt％聚苯胺的明胶-聚苯胺接枝共聚物、含10～15wt％石墨的聚丙烯酸/石墨复合物或含7～10wt％碳纳米管的明胶/碳纳米管复合物；

聚丙烯酸/石墨复合物是通过将石墨分散在丙烯酸的水溶液中，以过硫酸钾和NNMBA为引发剂和交联剂，采用水溶液聚合的方法制得的；

明胶/碳纳米管复合物是通过将碳纳米管混入甲基丙烯酸改性的明胶中，采用紫外光交联的方法制得的。

7.制备如权利要求1～6任一项所述的一种具有声波响应特性的微电流美白面膜的方法，其特征是：在导电水凝胶的单侧表面刻设凹槽后，将PVDF纳米纤维膜嵌入其中，再将该表面与振动基底膜粘合。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘合采用物理粘合法或化学粘合法。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述物理粘合法为热粘合法、浸渍粘合法、喷洒粘合法、泡沫粘合法、印花粘合法、溶剂粘合法、火焰处理法或电晕处理法；所述化学粘合法为化学试剂处理法或气体热氧化法。

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