以紡織物為基底的直接打印可穿著柔性微帶天線的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和紡織技術(shù)的不斷發(fā)展，紡織品突破了原有的保溫、美化范疇，朝著功能化和智能化的方向發(fā)展，延伸出了智能紡織品這一全新領(lǐng)域。微帶天線作為天線家族的重要一員，具備了良好天線性能的同時(shí)，還具有剖面低、易共形、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于以點(diǎn)膠的技術(shù)手段制備所得的直接打印可穿著柔性微帶天線，其以紡織物為基材，將微帶天線與柔性紡織品相結(jié)合，不僅具備紡織品柔軟、吸濕、透氣等服用性能，還兼顧了微帶天線的自身優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊前景和積極意義。<

2、br>　　本文基于點(diǎn)膠效果，首先從芯吸高度和潤(rùn)濕時(shí)間角度對(duì)織物潤(rùn)濕性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，從液體動(dòng)態(tài)擴(kuò)散角度進(jìn)行研究，并以液滴擴(kuò)散面積和定點(diǎn)涂布效果為依據(jù)，找尋出合適潤(rùn)濕性能的織物;以上述研究為基礎(chǔ)，從有/無(wú)絡(luò)合劑、速度、壓力、循環(huán)次數(shù)等方面對(duì)鍍銅層的制備工藝開展研究，最后通過(guò)回波損耗對(duì)天線性能進(jìn)行了表征，具體研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　織物潤(rùn)濕性能的評(píng)價(jià)。為了尋找適用于點(diǎn)膠操作的最佳織物潤(rùn)濕范圍，制備了具有各種潤(rùn)濕性的試樣。測(cè)試不同纖維類型

3、、不同組織結(jié)構(gòu)及不同整理劑處理后的織物的芯吸高度和潤(rùn)濕時(shí)間，并對(duì)液體動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕開展研究，主要的動(dòng)態(tài)潤(rùn)濕參數(shù)有:動(dòng)態(tài)接觸角、動(dòng)態(tài)吸濕曲線。結(jié)果表明，織物組織結(jié)構(gòu)越疏松，纖維大分子結(jié)構(gòu)中的親水性基團(tuán)越多，極性越強(qiáng)，對(duì)水的吸附能力越強(qiáng)，以平均前進(jìn)接觸角為參考，棉A、棉B、滌綸A和滌綸B分別為70.32°、59.90°、94.13°和97.53°;對(duì)于不同整理劑處理后的織物，聚醚改性有機(jī)硅TF405和改性2D樹脂TF655對(duì)織物表面能有一定的提高

4、作用，其次是陽(yáng)離子脂肪酰胺TF449和天然蠟乳液TF811，而氨基有機(jī)硅TF437和三防整理劑TG410HN則表現(xiàn)為較強(qiáng)的拒水特性，平均前進(jìn)接觸角的范圍在67.95°至115.36°之間。
　　合適潤(rùn)濕性能織物的確定。以滿足點(diǎn)膠手段制備鍍銅層的合理織物潤(rùn)濕性為要求，對(duì)上述不同織物進(jìn)行點(diǎn)膠試驗(yàn)，結(jié)果表明，對(duì)于單位液滴，隨著平均接觸角的增加，液滴在織物表面的擴(kuò)散面積從0.89cm2逐漸減小0.03cm2;在定位涂布的條件下，若平均前進(jìn)

5、接觸角為82.3°以下時(shí)，溶液易滲化;反之，若大于90°則溶液無(wú)法滲透。為了制備出較為清晰的導(dǎo)電銅層，平均前進(jìn)接觸角維持在82.3°至90°，潤(rùn)濕時(shí)間在6s左右為宜。
　　鍍銅層的制備工藝優(yōu)化。為了獲得均勻致密且具有優(yōu)良導(dǎo)電性的鍍銅層，研究了有/無(wú)絡(luò)合劑及不同點(diǎn)膠速度、壓力、循環(huán)次數(shù)等條件下的鍍銅層制備。結(jié)果表明，絡(luò)合劑的添加對(duì)鍍銅層的牢度均有一定的提高作用，但由于氧化還原反應(yīng)的析氫現(xiàn)象的存在，為了減少鍍銅層表面的孔洞，可通過(guò)降低

6、溶液濃度，提高點(diǎn)膠速度，增加循環(huán)次數(shù)的方法，以達(dá)到滿足導(dǎo)電性要求的同時(shí)提高鍍銅層牢度。
　　微帶天線的組裝。利用3M噴膠將輻射層、介質(zhì)層和接地層三部分組件以傳輸線饋電的方式相互粘合，要特別注意粘合的均勻性和一致性，最后輔以標(biāo)準(zhǔn)SMA接頭將三者連接，并以電烙鐵將其固定，以備后續(xù)的測(cè)試。
　　微帶天線的回波損耗測(cè)試。在1GHz～3GHz的測(cè)試頻率范圍內(nèi)，以制備所得的微帶天線的工作頻率可達(dá)到2.45GHz，但其信號(hào)輻射能力不如以銅