聚氨酯-多壁碳納米管定向微納纖維絲壓敏特性研究.pdf

1、在生物體中,普遍存在著一種類毛發(fā)狀機(jī)械刺激感知系統(tǒng),我們稱之為微纖毛感受器。不同的纖毛感受器,對(duì)環(huán)境震動(dòng)、聲音震動(dòng)、微弱接觸、生物生存環(huán)境中的空氣或者水的流動(dòng)以及重力等等,具有卓越的感知能力。鑒于自然界纖維毛感受器的廣泛功用、靈敏的檢測(cè)能力以及精巧的尺寸,模擬生物微纖毛感知系統(tǒng)的人工微纖毛感知器的研究,近年來已成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文的研究的目的就是要制備出一種高長(zhǎng)徑比、柔性的、壓阻敏感特性優(yōu)異的人造纖維毛傳感器。
　　 本研究

2、利用熱塑性聚氨酯(TPU)和多壁碳納米管(MWNTs)采用靜電紡絲技術(shù)制備了TPU/MWNT復(fù)合材料定向微納纖維絲。纖維絲的定向分布是通過一對(duì)平行電極板實(shí)現(xiàn)的。TPU/MWNT復(fù)合材料膜也被制備出來用以與纖維進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡等圖像觀測(cè)手段,分析了MWNTs在聚氨酯基體中的分布形態(tài),證實(shí)了MWNTs在纖維絲中主要沿其軸向分布,而在膜內(nèi)隨機(jī)雜亂分布。并闡述了不同的分布形態(tài)對(duì)壓阻特性的影響。
　　 同時(shí)

3、,針對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)量和壓阻敏感特性的檢測(cè),設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案,搭建了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過實(shí)驗(yàn)和理論結(jié)合的方法,確定了TPU/MWNT復(fù)合材料的逾滲閾值,并得到了拉伸應(yīng)變下電阻與應(yīng)變的關(guān)系曲線,解釋了壓阻效應(yīng)的形成機(jī)理。探明了TPU/MWNT復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳敏感特性時(shí),碳納米管和聚氨酯的摻雜優(yōu)化比例。
　　 最后,對(duì)拉伸應(yīng)變中可能影響TPU/MWNT復(fù)合材料纖維絲電阻率變化的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了分析,例如:微結(jié)構(gòu)的改變、體積分?jǐn)?shù)的變化