功能化導(dǎo)電聚合物復(fù)合纖維的制備、物理性質(zhì)及其在應(yīng)力傳感器方面的應(yīng)用.pdf

1、隨著智能化設(shè)備的迅速發(fā)展，柔性可穿戴器件呈現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿?。傳感器作為其核心部件之?將影響可穿戴柔性設(shè)備的性質(zhì)、性能與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。其中，纖維基材料傳感器具有制備方法簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、造價(jià)低、柔性好、靈敏度高、生物相容性好、穩(wěn)定性高以及自支撐等優(yōu)點(diǎn)。本文在纖維基傳感器的基礎(chǔ)上，嘗試用不同的方法制備了性能優(yōu)良的應(yīng)力傳感器，對(duì)制備方法進(jìn)行探討的同時(shí)，對(duì)其在柔性可穿戴器件的潛在應(yīng)用進(jìn)行了研究。
　　本論文主要包括以下主要內(nèi)容：

2、　?。?）利用傳統(tǒng)的靜電紡絲技術(shù)，圖案化模板作為接收極，并結(jié)合后期原位聚合技術(shù)，制備了圖案化PANI/PVDF納米纖維膜。該圖案化導(dǎo)電聚合物纖維膜的拉伸性能是對(duì)應(yīng)的無(wú)紡布納米纖維膜的2.6倍，手指感應(yīng)以及按壓測(cè)試具有較快的響應(yīng)時(shí)間和良好的恢復(fù)性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們認(rèn)為該圖案化導(dǎo)電聚合物纖維膜在柔性電子器件領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
　?。?）利用磁力場(chǎng)紡絲技術(shù)制備了具有電磁功能的復(fù)合纖維力敏傳感器。提出了一種新的磁紡絲技術(shù)制備PAN

3、I/PVDF/Fe2O3平行復(fù)合纖維，纖維的長(zhǎng)度可達(dá)是1米。由復(fù)合纖維構(gòu)成的絞線(xiàn)力敏傳感器室溫下具有超順磁性，電導(dǎo)率為3.2×10-5Scm-1，最大拉伸率可達(dá)440％，具有超高的敏感性以及迅速的恢復(fù)性。
　　（3）利用傳統(tǒng)的PU制備的皮筋為基底，原位聚合導(dǎo)電PANI來(lái)制備柔性可拉伸應(yīng)力傳感器。柔性器件的最大拉伸率1400%。而且對(duì)于壓力敏感測(cè)試以及大尺度的拉伸例如膝蓋彎曲表現(xiàn)出了較強(qiáng)的敏感性。本章實(shí)驗(yàn)結(jié)果有望為現(xiàn)有織物的基礎(chǔ)上制

4、備柔性可拉伸器件提供很好的思路。
　?。?）測(cè)量單根PPY納米線(xiàn)的I-V特性曲線(xiàn)。并用理論模擬探討了其低溫導(dǎo)電機(jī)理。在相對(duì)高溫區(qū)域，其特性可以很好地利用空間電荷限制電流模型擬合。然而，在低溫、低偏壓區(qū)域，非線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)與空間電荷限制電流曲線(xiàn)相偏離。這種“偏離”可能是由于低溫下的準(zhǔn)一維無(wú)序結(jié)構(gòu)的電子之間的相互作用引起的。最后測(cè)量并研究了單根PANI-CSA納米線(xiàn)的低溫電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)。在高溫區(qū)域，準(zhǔn)一維系統(tǒng)的非線(xiàn)性I-V曲線(xiàn)可以很好地