柔性壓力感應(yīng)導(dǎo)電織物的制備及感應(yīng)性能的研究.pdf

1、本課題采用聚吡咯氣相沉積的方法,選用低溫真空的工藝路線,以滌綸/氨綸彈力織物為基布,制備具有壓力感應(yīng)能力的導(dǎo)電織物。利用自行設(shè)計(jì)制作的施壓裝置分別測(cè)試導(dǎo)電織物的靜態(tài)電阻率和動(dòng)態(tài)電阻率。探索了氧化劑濃度、氧化劑浸漬時(shí)間、吡咯反應(yīng)時(shí)所處環(huán)境溫度、反應(yīng)時(shí)間、導(dǎo)電織物洗滌時(shí)間(次數(shù))等因素對(duì)試樣電學(xué)性能的影響；分析導(dǎo)電織物的壓縮回彈性能；得出了作為壓力感應(yīng)智能織物的最佳制備工藝參數(shù)；用導(dǎo)電織物、施壓裝置、測(cè)量電路、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)軟件

2、平臺(tái)(Labview)搭建了織物壓力感應(yīng)的在線顯示報(bào)警系統(tǒng),成功地用導(dǎo)電織物獲得了良好的壓力-電信號(hào)響應(yīng)。
　　 經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn),聚吡咯氣相沉積反應(yīng)分為兩個(gè)階段,前一階段反應(yīng)速度快、反應(yīng)局限于在試樣表面進(jìn)行、形成的聚吡咯結(jié)構(gòu)松散；后一階段雖然反應(yīng)緩慢、但是吡咯在試樣內(nèi)部生成均勻致密的聚吡咯薄膜,大大增加了試樣的導(dǎo)電率。論文對(duì)反應(yīng)速度與織物導(dǎo)電效果之間的關(guān)系作了相應(yīng)的解釋,并以通過(guò)增加導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)通路而提高織物導(dǎo)電性能為目標(biāo),探索了

3、氣相沉積法制備具有良好電學(xué)性能織物的最佳工藝,即飽和的氧化劑浸漬時(shí)間(15min),較低的反應(yīng)環(huán)境溫度(0℃),吡咯環(huán)境溫度(30℃),較高的氧化劑濃度(30％),反應(yīng)時(shí)間為90min。
　　 研究還發(fā)現(xiàn),導(dǎo)電織物隨著外界壓力的增加其電阻率先是大幅降低,隨后降幅變小,最后趨于恒定；導(dǎo)電性高的織物試樣不僅具有敏感的壓力-電信號(hào)響應(yīng),而且具有較寬的壓強(qiáng)感應(yīng)范圍,其穩(wěn)定的壓強(qiáng)感應(yīng)范圍在0～32×104Pa之間；在測(cè)試施壓-釋壓電阻率變

4、化的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)釋壓過(guò)程的電阻率恢復(fù)出現(xiàn)滯后現(xiàn)象；導(dǎo)電織物的壓縮回彈性測(cè)試顯示隨著導(dǎo)電性的增加,試樣壓力回彈性先下降,后回升。
　　 在壓力感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)的測(cè)試中,當(dāng)導(dǎo)電織物試樣電阻因受壓而降低到設(shè)定閾值時(shí),系統(tǒng)按程序設(shè)計(jì)發(fā)出報(bào)警動(dòng)作(同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲和報(bào)警燈信號(hào))；通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)試電路中的標(biāo)準(zhǔn)電阻值,可以改善系統(tǒng)對(duì)壓力響應(yīng)的敏感度。該系統(tǒng)非常有效,工作穩(wěn)定,壓力感應(yīng)敏銳,實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電織物應(yīng)用于壓力傳感器的設(shè)想,是柔性薄型織物壓力傳感器系統(tǒng)