柔性壓力感應導電織物的制備及感應性能的研究.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,制備具有壓力感應能力的導電織物。利用自行設計制作的施壓裝置分別測試導電織物的靜態(tài)電阻率和動態(tài)電阻率。探索了氧化劑濃度、氧化劑浸漬時間、吡咯反應時所處環(huán)境溫度、反應時間、導電織物洗滌時間(次數(shù))等因素對試樣電學性能的影響；分析導電織物的壓縮回彈性能；得出了作為壓力感應智能織物的最佳制備工藝參數(shù)；用導電織物、施壓裝置、測量電路、數(shù)據(jù)采集卡、計算機及計算機軟件

2、平臺(Labview)搭建了織物壓力感應的在線顯示報警系統(tǒng),成功地用導電織物獲得了良好的壓力-電信號響應。
　　 經(jīng)過實驗分析發(fā)現(xiàn),聚吡咯氣相沉積反應分為兩個階段,前一階段反應速度快、反應局限于在試樣表面進行、形成的聚吡咯結構松散；后一階段雖然反應緩慢、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電率。論文對反應速度與織物導電效果之間的關系作了相應的解釋,并以通過增加導電網(wǎng)絡通路而提高織物導電性能為目標,探索了

3、氣相沉積法制備具有良好電學性能織物的最佳工藝,即飽和的氧化劑浸漬時間(15min),較低的反應環(huán)境溫度(0℃),吡咯環(huán)境溫度(30℃),較高的氧化劑濃度(30％),反應時間為90min。
　　 研究還發(fā)現(xiàn),導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；導電性高的織物試樣不僅具有敏感的壓力-電信號響應,而且具有較寬的壓強感應范圍,其穩(wěn)定的壓強感應范圍在0～32×104Pa之間；在測試施壓-釋壓電阻率變

4、化的實驗中發(fā)現(xiàn)釋壓過程的電阻率恢復出現(xiàn)滯后現(xiàn)象；導電織物的壓縮回彈性測試顯示隨著導電性的增加,試樣壓力回彈性先下降,后回升。
　　 在壓力感應報警系統(tǒng)的測試中,當導電織物試樣電阻因受壓而降低到設定閾值時,系統(tǒng)按程序設計發(fā)出報警動作(同時發(fā)出報警聲和報警燈信號)；通過調(diào)節(jié)測試電路中的標準電阻值,可以改善系統(tǒng)對壓力響應的敏感度。該系統(tǒng)非常有效,工作穩(wěn)定,壓力感應敏銳,實現(xiàn)了導電織物應用于壓力傳感器的設想,是柔性薄型織物壓力傳感器系統(tǒng)