CN115058898A - 一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法和应用及一种应变传感器 - Google Patents

一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法和应用及一种应变传感器 Download PDF

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CN115058898A CN202210647125.8A CN202210647125A CN115058898A CN 115058898 A CN115058898 A CN 115058898A CN 202210647125 A CN202210647125 A CN 202210647125A CN 115058898 A CN115058898 A CN 115058898A
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Abstract

本发明公开一种耐用传感抗菌型复合织物及其制备方法和应用及一种应变传感器，该复合织物的制备方法为：将织物置于PEI溶液中处理后取出烘干，得到第一中间产物；将所述第一中间产物置于MXene分散液中，浸渍处理后取出烘干，然后置于CNTs分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到第二中间产物；重复浸渍MXene与CNTs的步骤若干次，得到第三中间产物；将第三中间产物置于PDMS改性的PU分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到所述耐用抗菌传感型复合织物。该复合织物响应灵敏度高、抗菌性能良好、自修复性能良好，表现出优异的耐用性。

Description

一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法和应用及一种应变 传感器
技术领域
本发明属于织物涂层技术领域，涉及一种耐用传感抗菌型复合织物及其制备方法和应用及一种应变传感器。
背景技术
柔性可穿戴压力传感器在人体健康监测、电子皮肤、人工智能等领域的应用引起了人们的极大兴趣。然而，如何在保证响应时间、稳定性、可靠性和佩戴舒适性的同时，实现高灵敏度是可穿戴传感器面临的关键挑战。棉织物由于其本身具有良好的透气性和柔性，将其作为一种柔性基底负载各种纳米填料赋予其更多的性能，将这样的织物作为复合织物传感器用来监测人体运动，应用于人工智能领域引起了研究人员的极大兴趣。但是棉织物基底的不耐微生物的缺点限制了其应用范围。另外，在受到外部摩擦和湿润环境复合传感织物原有的传感性能容易受到影响，严重影响了复合传感织物的使用寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种耐用传感抗菌型复合织物及其制备方法和应用及一种应变传感器，从而得到一种灵敏度高、抗菌性能良好的自修复型复合传感织物。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，括以下步骤：
S1：将织物置于PEI溶液中处理后取出烘干，得到第一中间产物；
S2：将所述第一中间产物置于MXene分散液中，浸渍处理后取出烘干，然后置于CNTs分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到第二中间产物；
S3：重复步骤S2若干次，得到第三中间产物；
S4：将所述第三中间产物置于PDMS改性的PU分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到所述耐用抗菌传感型复合织物。
优选的，步骤S1中每平方厘米所述织物所用PEI的质量为0.6～1.3mg。
优选的，所述MXene与所述PEI的质量比为(2～5):1。
优选的，所述MXene与所述CNTs的质量比为(1～1.2):1。
优选的，所述CNTs经过表面酸改性处理。
优选的，所述步骤S4中，重复步骤S2～S3的次数为1～5次。
优选的，所述PDMS改性的PU分散液的制备过程具体为：
将PDMS、IPDI以及DMAc混合后，在惰性气体气氛中，加热搅拌，并加入DBTDL，持续加热搅拌反应结束后，加入PTMG，保温反应，得到第一中间体；
将DIDL溶解于DMAc中，充分溶解后加入第一中间体中，保温反应结束后，得到第二中间体；
将BA溶解于DMAc中，充分溶解后加入第二中间体中，持续搅拌加入DBTDL，反应结束后，成膜固化，得到PDMS改性的聚氨酯弹性体；
将所述PDMS改性的聚氨酯弹性体分散于THF中，加热搅拌，得到所述PDMS改性的聚氨酯分散液。
上述方法制得的耐用传感抗菌型复合织物在柔性可穿戴压力传感器领域的应用。
一种耐用传感抗菌型复合织物，通过上述的方法制得，所述耐用抗菌传感型复合织物的抑菌圈范围为3～6mm；所述复合织物的应变响应时间为0.1～0.3s，恢复时间为0.1～0.3s。
一种应变传感器，包含上述耐用传感抗菌型复合织物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，PEI处理织物使得织物活化，带有正电荷，PEI一方面可通过静电相互作用与MXene结合，另一方面可以与织物基底纤维间形成氢键，提高MXene与基底织物的结合力，同时PEI的存在有效确保了复合织物的抗菌性能。CNTs的负载赋予了基底织物良好的导电性能，同时MXene与CNTs之间主要通过氢键结合，结合力强。而重复交替设置的MXene与CNTs有效提高了复合织物的导电性能，提高了复合织物的响应灵敏性。PDMS改性的PU作为耐用抗菌传感型复合织物的最外层，有效提高了复合织物的耐用性，PDMS改性的PU与CNTs之间主要通过氢键结合，结合力强，使得复合织物具有良好的自修复性能，有效保证了复合织物的耐用性。PDMS改性的PU对内部导电层机型有效的保护，避免了复合织物在长期使用过程中导电性能的降低，有效延长了复合织物的使用寿命。
进一步的，MXene与PEI的质量比为(2～5):1，PEI作为活化织物的预处理溶液，使织物带正电荷，MXene作为填料相比较于PEI过量，可有效提高织物的导电性。
进一步的，MXene与CNTs的质量比为(1～1.2):1，MXene与CNTs两种填料相互沉积，互相构建导电网络，相近的质量比会使涂层之间的非共价作用力结合更紧密。
进一步的，CNTs经过表面酸改性处理，该表面酸改性处理可有效提高CNTs在水中的分散性。
进一步的，本申请中的PU分散液在制备过程中加入PDMS，PDMS是一种疏水、耐磨、力学性能优异的聚合物，将其加入PU中使其具有很好的疏水与耐磨性能，作为最外层涂层可以提高复合织物使用寿命，也作为粘合剂与织物紧密结合，同时加入BA(含硼酸酯键)以及DIDL(含二硫键)可形成硼酸酯键和双硫键，使得PU即使在常温下也有良好的自修复效果，有效增强了复合织物的耐用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明制备耐用传感抗菌型复合织物的流程示意图；
图2为本发明实施例1制备的MXene纳米材料的透射电子显微镜图；
图3为本发明实施例1制得的复合棉织物的扫描电子显微镜图；
图4为本发明实施例1制得的复合棉织物的表面水接触角测试结果；
图5为采用本发明实施例1制备的复合织物制得应力传感器在人体手指部位弯曲时的相对电阻图；
图6为采用本发明实施例1制备的复合织物制得应力传感器在人体手指部位弯曲时的灵敏度；
图7为本发明实施例2所制备的复合棉织物的在人体手指部位弯曲时的响应和恢复时间，(a)导电填料为1层；(b)导电填料为3层；(c)导电填料为5层；
图8为本发明实施例1所制备的复合棉织物传感器在(a)0(b)20(c)40(d)60(e)80(f)100次循环摩擦次数后在手指弯曲时的相对电阻图；
图9为本发明实施例1所制备的复合棉织物的抑菌性能测试结果。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值(包括整数与分数)。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”、“具有”或类似用语涵盖了“由……组成”和“主要由……组成”的意思，例如“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”和“A仅包含a”的意思。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本发明提供了一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1：将织物置于聚乙烯亚胺(PEI)溶液中处理后取出烘干，得到第一中间产物，即PEI改性的织物。其中，每平方厘米织物所用的PEI的质量为0.6～1.3mg，织物可以优选棉织物。具体可以为：将剪裁好的4×4cm织物放入乙醇中清洗，60℃烘干后，放入5mg/mL PEI溶液中超声10min烘干。
S2：将第一中间产物置于MXene分散液中，浸渍处理后取出烘干，然后置于碳纳米管CNTs分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到第二中间产物，即CNTs/MXene/PEI改性的织物。
其中，MXene与PEI的质量比为(2～5):1，PEI作为活化织物的预处理溶液，使织物带正电荷，MXene作为填料相比较于PEI过量，可有效提高织物的导电性。其中，MXene为Ti3C2MXene、Ti3CN MXene、V2C MXene和Ti2CMXene中的一种或多种。MXene分散液的浓度可以为10mg/mL。MXene与CNTs的质量比为(1～1.2):1，MXene与CNTs两种填料相互沉积，互相构建导电网络，相近的质量比会使涂层之间的非共价作用力结合更紧密。CNTs分散液的浓度可以为10mg/mL。
MXene分散液的制备过程为HF刻蚀法，具体为：将1.6g氟化锂(LiF)加入20mL浓度为9M的盐酸中，开启搅拌，转速为500r/min。为了避免反应初期放热严重，在水浴锅中加冰水以使刻蚀试剂降温。搅拌10min以使LiF充分溶解。称取1.0gTi3AlC2，将其缓慢加入到刻蚀试剂中。需注意少量多次加入，避免反应初期剧烈反应造成刻蚀试剂沸腾。完全加入后，封住反应容器口，只保留一个呼吸孔。试验搅拌温度设置为35℃，搅拌刻蚀24h，可获得良好刻蚀效果。刻蚀结束后，对刻蚀后的黑色溶液进行离心，离心转速为8000r/min，时间为5min。将刻蚀液倒掉，收集沉淀，加入1M的稀盐酸，重新溶解后对材料进行洗涤。重复加入1M的稀盐酸，共洗涤三次，此时上清液为无色澄清的溶液。洗涤过后，用去离子水进行洗涤，洗涤后放入离心机中离心，离心转速为8000r/min，时间为5min。重复3～5次后，上层开始浑浊分层。洗涤直到pH约为6，此时收集沉淀。将沉淀加水超声2h，超声期间需通入惰性气体保护，加入冰水浴保护，避免放热对材料造成不可逆损害。超声过后，使用8000r/min的转速离心10min，收集上层液体，得到MXene分散液。
另外，CNTs经过表面酸改性处理，使得CNTs在水中的分散性得到明显提高。CNTs表面酸改性处理的过程具体为：称取1g CNT、60mL硫酸以及20mL硝酸混合后，超声处理30min，使CNTs均匀分散在混合酸液之中；将混合液在60℃下搅拌回流4h后，分别用去离子水及无水乙醇对其进行2次离心洗涤，最后在60℃烘箱中进行干燥，即可制得分散性能更好的表面酸改性的CNTs。
S3：重复步骤S2若干次，得到第三中间产物，即MXene与CNTs依次交替设置的PEI改性的织物。优选重复步骤S2的次数为1～5次。浸渍顺序为先浸涂MXene，再浸涂CNTs，烘干时间为30min，温度为60℃，作为一次浸涂。
S4：将第三中间产物置于聚二甲基硅氧烷(PDMS)改性的聚氨酯(PU)分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到该耐用抗菌传感型复合织物；PDMS改性的PU分散液的浓度可以为3mg/mL。
其中，PDMS改性的PU分散液的制备过程具体为：
(1)将聚二甲基硅氧烷(PDMS)在120℃条件下烘干除水2h。然后将烘干后的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)混合后，在惰性气体气氛中，加热至60℃，搅拌转速为300rpm，缓慢加入二月桂酸二丁基锡(DBTDL)催化剂数滴，持续保温搅拌反应结束后，加入聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)，保温反应结束后，得到第一中间体；其中，PDMS与IPDI的摩尔比为(0～2):20，惰性气体气氛为氩气气氛或氮气气氛。
(2)将4,4'-二硫代二苯胺(DIDL)溶解于少量DMAc中，超声使其充分溶解后，加入第一中间体中，保温反应结束后，得到第二中间体；
(3)将硼酸(BA)溶解于少量DMAc中，超声使其充分溶解后，加入第二中间体中，搅拌缓慢加入数滴DBTDL催化剂，在整个反应过程中需要注意体系粘度，若体系发粘，则添加适量的DMAc。反应结束后，成膜固化，固化过程可以将反应液倒入四氟板中，40℃条件下成膜，得到PDMS改性的PU弹性体，其中PDMS的添加量为PU摩尔量的20％。
(4)将PDMS改性的PU弹性体分散于四氢呋喃(THF)中，加热搅拌，得到所述PDMS改性的PU分散液。具体为，将120mg PDMS改性的PU弹性体分散于120mL四氢呋喃(THF)中，搅拌加热至90℃，得到PDMS改性的PU分散液。
本发明中PEI可以使得织物具有很好的抗菌效果，耐用抗菌传感型复合织物的抑菌圈范围为3～6mm。在沉积导电填料前，使用PEI溶液处理后织物具有抗菌性能并能与MXene产生静电吸附，提高其结合力。MXene是一种新型过渡金属碳/氮化物二维纳米层状材料，因其高电热性、多层结构和化学活性表面而在可穿戴织物传感器领域引起了广泛的关注。通过简单的浸涂使得MXene在织物上沉积构建导电通路，形成导电传感器，但这样的传感器灵敏度与相对较弱，本发明通过交替沉积的方式在导电层中添加了CNTs，有效提高了复合织物的灵敏度。而CNTs在水中的分散性较差，因此本发明采用表面酸化的方式，使得CNTs就具有了良好的水分散性，CNTs与MXene共同作为织物电热填料增强了织物传感器的导电性能，提高了复合织物的灵敏度，该复合织物的应变响应时间为0.1～0.3s，恢复时间为0.1～0.3s。另外，PU具有安全环保、机械性能好、耐低温、良好的柔韧性、pH稳定性、耐酸碱性和易改性等优点，广泛应用在皮革、织物、医学等各种领域。本发明将这种溶剂型聚氨酯溶解后包裹在复合织物导电涂层的外部，形成保护层。该保护层提高了传感器的耐摩擦和耐用性。本发明制得的复合织物性能更加优异，有了更广泛地应用范围，其简易的制备方式为大规模工厂化制备提供了一条捷径之路。与普通棉织物相比，采用本发明的方法制备的复合织物后具有高灵敏度，再利用合成的聚氨酯具有的自修复和疏水性能在复合织物应用中表现出优异的耐用性。
下面结合具体实施例，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。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常规规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
实施例1
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，首先为浸渍液的制备，即制备PDMS改性的PU弹性体，再引入溶剂THF进行溶解分散后制备PU分散液；采用酸化法制备表面改性的CNTs，制备CNTs分散液。通过氢氟酸刻蚀法得到MXene分散液。在复合织物前，使用PEI溶液对织物进行活化处理，使其与MXene结合更加牢固；最后用浸渍法法将MXene分散液与CNTs分散液交替沉积在织物上构建导电通路，制备导电复合织物，该复合织物烘干后浸渍在PDMS改性的PU分散液中进行封装，烘干后得到耐用抗菌传感型复合织物。
具体制备方法包括以下步骤，
步骤1，PDMS改性的PU分散液的制备：
将PDMS在120℃的烘箱中烘干除水2h，然后取10g的PDMS、4.44g IPDI和30mL DMAc加入250mL三口烧瓶中，插入机械搅拌桨、球形冷凝管、玻璃塞等，向体系中缓慢通入氩气使整个体系处于惰性气体状态，将烧瓶置于水浴锅中升温到60℃，搅拌速率调至300rpm，加入催化剂DBTDL两滴，保温反应12h。加入PTMG，保温反应16h，得到第一中间体；
利用超声将1.24g DIDL(含二硫键)溶解于少量DMAc中，待充分溶解后加入至第一中间体中，保温反应8h，得到第二中间体；
利用超声将0.124g BA(含硼酸酯键)溶解于少量DMAc中，待充分溶解后加入第二中间体中，加入催化剂DBTDL两滴，保温反应10h。在整个反应过程中需要注意体系粘度，若体系发粘，则添加适量的DMAc。待反应结束后取出，冷却至室温后倒入四氟板中，于40℃条件下成膜，制得PDMS改性的PU弹性体，其中。PDMS的摩尔量为PU的20％。
取120mg制得的PDMS改性的PU弹性体于烧杯中，加入40mL THF中，搅拌加热至90℃，使PDMS改性的PU弹性体分散均匀，得到PDMS改性的PU分散液；
步骤2，MXene分散液的制备：
将1.6g氟化锂(LiF)加入20mL浓度为9M的盐酸中，开启搅拌，转速为500r/min。为了避免反应初期放热严重，在水浴锅中加冰水以使刻蚀试剂降温。搅拌10min以使LiF充分溶解。称取1.0gTi3AlC2，将其缓慢加入到刻蚀试剂中。需注意少量多次加入，避免反应初期剧烈反应造成刻蚀试剂沸腾。完全加入后，封住反应容器口，只保留一个呼吸孔。试验搅拌温度设置为35℃，搅拌刻蚀24h，可获得良好刻蚀效果。刻蚀结束后，对刻蚀后的黑色溶液进行离心，离心转速为8000r/min，时间为5min。将刻蚀液倒掉，收集沉淀，加入1M的稀盐酸，重新溶解后对材料进行洗涤。重复加入1M的稀盐酸，共洗涤三次，此时上清液为无色澄清的溶液。洗涤过后，用去离子水进行洗涤，洗涤后放入离心机中离心，离心转速为8000r/min，时间为5min。重复3～5次后，上层开始浑浊分层。洗涤直到pH约为6，此时收集沉淀。将沉淀加水超声2h，超声期间需通入惰性气体保护，加入冰水浴保护，避免放热对材料造成不可逆损害。超声过后，使用8000r/min的转速离心10min，收集上层液体，得到MXene分散液。
步骤3，CNTs的制备：
CNTs表面酸改性处理的过程具体为：称取1g CNT、60mL硫酸以及20mL硝酸混合后，超声处理30min，使CNTs均匀分散在混合酸液之中；将混合液在60℃下搅拌回流4h后，分别用去离子水及无水乙醇对其进行2次离心洗涤，最后在60℃烘箱中进行干燥，即可制得分散性能更好的表面酸改性的CNTs。
步骤4，复合织物的制备：
将剪裁好的4×4cm棉织物放入乙醇中清洗，60℃烘干后，放入5mg/mL PEI溶液中超声10min烘干。然后浸渍在10mg/mL MXene分散液中10min，并且烘干。将烘干后的织物放入超声分散好的10mg/mL CNTs分散液浸涂10min，并且烘干。将浸涂MXene与CNTs步骤重复4次后60℃烘干。放在PDMS改性的PU分散液中浸涂10min，60℃烘干后，得到复合织物。将织物裁剪两端包裹铜箔，成为一个织物传感器。
实施例2
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，包括以下步骤，
步骤1，采用与实施例1同样的方法制备3mg/mL的PDMS改性的PU分散、10mg/mL的MXene分散液以及10mg/mL的表面酸改性的CNTs分散液。
步骤2，PEI分散液的制备，
将10mL的离心管放置在烧杯中，再放置在归零后的天平上，使用一次性吸管吸取150mg PEI放置在离心管中，加入10mL去离子水超声5min溶解后倒入100mL烧杯中，再加入20mL去离子水超声5min。得到5mg/mL PEI溶液。
步骤3，复合织物的制备：
步骤3a，将棉织物剪裁成4×4cm的正方形，准备3块。
步骤3b，取三个干净的100mL烧杯，分别加入40mL的5mg/mL PEI溶液、20mL的10mg/mL MXene溶液，再加入经过15min超声分散的10mg/mL CNTs分散液。将三个棉织物浸渍在PEI溶液中，超声10min后放入60℃烘干。然后将织物先浸入MXene分散液中10min，在烘箱中60℃烘干30min。再浸入CNTs分散液中10min，在烘箱中60℃烘干30min，将浸渍一次MXene与CNTs作为一次完整的导电填料的沉积。三个织物浸渍循环次数分别为1、3、5次。
步骤4，复合棉织物的封装，
将烘干后的三个织物放置在20mL的3mg/mL PU分散液中浸渍5min后，放置在60℃烘箱中烘干30min烘干。封装后的织物按其浸渍循环次数，标记为MC-1、MC-3、MC-5。即制得了不同导电填料层数的耐用抗菌传感型复合织物。
为了测试本发明所制备的耐用抗菌传感型复合织物的性能，在制得的复合织物的两端设置铜箔，制成传感器进行测试。具体为对MXene进行透射电子显微镜表征，对复合织物进行扫描电子显微镜对复合织物疏水性能以及抗菌性能测试，结合附图对测试结果分析如下：从图2可以看出采用本发明实施例1制备的MXene纳米片尺寸大小不等，呈不均匀薄片。由图3明显可以看出纤维上的树皮状结构，该树皮状结构主要是因为Mxene片层堆积静电吸附在纤维上，外表面的细小绒毛状结构就是负载的棒状CNT，最后用PU作为黏合剂涂层包裹在纤维上，即由图3可知MXene与CNTs已经与棉织物纤维紧密结合在了一起，表明导电复合织物的形成。由图4可以看出制得的织物表面为疏水结构，该疏水结构有利于复合织物的耐水性，使得即使复合织物在处于人体汗液湿度环境中，外部PU保护内部导电填料，仍可正常工作，提高了复合织物的实用性。由图5可以看出，将复合织物做成传感器后，手指在弯曲时其相对电阻呈现规律性峰值，其弯曲角度越大，相对电阻值进一步提高。在重复弯曲动作时可以重复前一个动作的峰值，说明其对人体部位弯曲有良好的监测性能。从图6可以看出，制备的复合织物在达到25％的应变时，其灵敏度可以达到8.78。应变增加，其灵敏度也会提高，本发明方案制备的复合织物灵敏度较高。从图7可以看出，随着导电填料的层数从1层增加到5层，其响应时间从368ms降低到了163ms，恢复时间从245ms降低到了128ms。说明了这种复合涂层织物传感器有一个实时，迅速的响应峰值，同时适当的提高导电填料的层数，可有效增强复合织物的导电性能，有效提高其灵敏度，降低响应时间和恢复时间，有效满足了其在医疗领域的应用。从图8可以看出，经过了0-100次摩擦循环后，在手指弯曲时测试其相对电阻仍可显示出规律的相对电阻峰值，说明仍拥有良好的传感性能，主要源于最外层的自修复聚氨酯赋予了此织物一定的耐磨性能，提高了其耐用性和使用寿命，也避免了电子垃圾的过度产生。从图9可以看出，本发明制得的复合织物的抑菌圈为3～6mm，抑菌性能良好。
实施例3
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，包括以下步骤，
步骤1，采用与实施例2同样的方法制备3mg/mL的PDMS改性的PU分散、10mg/mL的MXene分散液、10mg/mL的表面酸改性的CNTs分散液以及5mg/mL PEI溶液。其中MXene为Ti3CN MXene。
步骤2，复合织物的制备：
将棉织物剪裁成正方形，放在乙醇溶液中清洗超声5min，放置在60℃烘箱中烘干，备用；
将清洗烘干后的棉织物浸渍在PEI溶液中，其中，每平方厘米织物所用PEI的质量为0.8mg，超声10min后放入60℃烘干。然后将织物先浸入MXene分散液中10min，在烘箱中60℃烘干。再浸入CNTs分散液中10min，在烘箱中60℃烘干，重复浸渍MXene分散液与CNTs分散液3次。将完成导电填料涂覆的复合织物浸渍在PDMS改性的PU分散液中5min，在60℃烘箱中烘干。得到该耐用抗菌传感型复合织物。复合织物中，MXene与PEI的质量比为2:1，MXene与CNTs的质量比为1:1。
实施例4
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，包括以下步骤，
步骤1，采用与实施例2同样的方法制备3mg/mL的PDMS改性的PU分散、10mg/mL的MXene分散液、10mg/mL的表面酸改性的CNTs分散液以及5mg/mL PEI溶液。其中MXene为V2CMXene。
步骤2，复合织物的制备：
将棉织物剪裁成正方形，放在乙醇溶液中清洗超声5min，放置在60℃烘箱中烘干，备用；
将清洗烘干后的棉织物浸渍在PEI溶液中，其中，每平方厘米织物所用PEI的质量为1.2mg，超声10min后放入60℃烘干。然后将织物先浸入MXene分散液中10min，在烘箱中60℃烘干。再浸入CNTs分散液中10min，在烘箱中60℃烘干，重复浸渍MXene分散液与CNTs分散液5次。将完成导电填料涂覆的复合织物浸渍在PDMS改性的PU分散液中5min，在60℃烘箱中烘干。得到该耐用抗菌传感型复合织物。复合织物中，MXene与PEI的质量比为4:1，MXene与CNTs的质量比为1.1:1。
实施例5
一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，包括以下步骤，
步骤1，采用与实施例2同样的方法制备3mg/mL的PDMS改性的PU分散、10mg/mL的MXene分散液、10mg/mL的表面酸改性的CNTs分散液以及5mg/mL PEI溶液。其中MXene为Ti3C2MXene和Ti2C MXene的混合物。
步骤2，复合织物的制备：
将棉织物剪裁成正方形，放在乙醇溶液中清洗超声5min，放置在60℃烘箱中烘干，备用；
将清洗烘干后的棉织物浸渍在PEI溶液中，其中，每平方厘米织物所用PEI的质量为1.3mg，超声10min后放入60℃烘干。然后将织物先浸入MXene分散液中10min，在烘箱中60℃烘干。再浸入CNTs分散液中10min，在烘箱中60℃烘干，重复浸渍MXene分散液与CNTs分散液5次。将完成导电填料涂覆的复合织物浸渍在PDMS改性的PU分散液中5min，在60℃烘箱中烘干。得到该耐用抗菌传感型复合织物。复合织物中，MXene与PEI的质量比为5:1，MXene与CNTs的质量比为1.2:1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将织物置于PEI溶液中处理后取出烘干，得到第一中间产物；
S2：将所述第一中间产物置于MXene分散液中，浸渍处理后取出烘干，然后置于CNTs分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到第二中间产物；
S3：重复步骤S2若干次，得到第三中间产物；
S4：将所述第三中间产物置于PDMS改性的PU分散液中，浸渍处理后取出烘干，得到所述耐用抗菌传感型复合织物。
2.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，步骤S1中每平方厘米所述织物所用PEI的质量为0.6～1.3mg。
3.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，所述MXene与所述PEI的质量比为(2～5):1。
4.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，所述MXene与所述CNTs的质量比为(1～1.2):1。
5.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，所述CNTs经过表面酸改性处理。
6.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，重复步骤S2～S3的次数为1～5次。
7.根据权利要求1所述的一种耐用传感抗菌型复合织物的制备方法，其特征在于，所述PDMS改性的PU分散液的制备过程具体为：
将PDMS、IPDI以及DMAc混合后，在惰性气体气氛中，加热搅拌，并加入DBTDL，持续加热搅拌反应结束后，加入PTMG，保温反应，得到第一中间体；
将DIDL溶解于DMAc中，充分溶解后加入第一中间体中，保温反应结束后，得到第二中间体；
将BA溶解于DMAc中，充分溶解后加入第二中间体中，持续搅拌加入DBTDL，反应结束后，成膜固化，得到PDMS改性的聚氨酯弹性体；
将所述PDMS改性的聚氨酯弹性体分散于THF中，加热搅拌，得到所述PDMS改性的聚氨酯分散液。
8.权利要求1～7任意一项的方法制得的耐用传感抗菌型复合织物在柔性可穿戴压力传感器领域的应用。
9.一种耐用传感抗菌型复合织物，其特征在于，通过权利要求1～7任意一项的方法制得，所述耐用抗菌传感型复合织物的抑菌圈范围为3～6mm；所述复合织物的应变响应时间为0.1～0.3s，恢复时间为0.1～0.3s。
10.一种应变传感器，其特征在于，包含权利要求9中的耐用传感抗菌型复合织物。
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