用于柔性電子材料的智能導(dǎo)電織物性能研究.pdf

1、本課題采用聚吡咯氣相沉積的方法在低溫真空環(huán)境下制備導(dǎo)電材料，通過(guò)具有交互作用的正交試驗(yàn)綜合地分析了氧化劑濃度、摻雜劑濃度、吡咯單體蒸發(fā)溫度、聚合時(shí)間及其交互作用對(duì)導(dǎo)電織物電學(xué)性能的影響，得出了制備柔性導(dǎo)電材料的優(yōu)化工藝參數(shù)組合;根據(jù)優(yōu)化的工藝參數(shù)組合制備柔性拉力傳感器和柔性可變電阻器;選用彈力緯平針織物做基布制備柔性拉力傳感器，主要研究了聚吡咯導(dǎo)電織物在不同放置時(shí)間及不同溫濕度下導(dǎo)電穩(wěn)定性及靈敏性特征;選用密度變化、組織結(jié)構(gòu)變化的織物做

2、基布制備柔性可變電阻器，通過(guò)測(cè)試相同條件下電阻值的變化研究織物內(nèi)在結(jié)構(gòu)變化對(duì)電阻值的影響。
　　 采用相同基布通過(guò)低溫氣相沉積的方法制備聚吡咯導(dǎo)電織物，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同工藝條件制備的導(dǎo)電織物其電學(xué)性能存在較大差異。通過(guò)具有交互作用的正交分析試驗(yàn)得出優(yōu)化的工藝參數(shù)組合為:在聚合溫度為-21℃條件下，0.3mol/L氧化劑濃度、0.033mol/L摻雜劑濃度、65℃吡咯單體蒸發(fā)溫度、3h的聚合時(shí)間。通過(guò)極差分析得出影響織物電學(xué)性能的

3、工藝參數(shù)主次順序是氧化劑濃度、吡咯單體蒸發(fā)溫度和聚合時(shí)間的交互作用、聚合時(shí)間、吡咯單體蒸發(fā)溫度、摻雜劑濃度。氧化劑濃度對(duì)織物的導(dǎo)電性能影響最為顯著，吡咯單體蒸發(fā)溫度和聚合時(shí)間的交互作用對(duì)織物的導(dǎo)電性能較為顯著，所以試驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)中要考慮吡咯單體蒸發(fā)溫度和聚合時(shí)間的交互作用。
　　 用彈力緯平針織物做基布制備的聚吡咯導(dǎo)電織物可用于柔性拉力傳感器?？椢锏膶?dǎo)電穩(wěn)定持久性用靜態(tài)表面比電阻表征，由測(cè)試結(jié)果得出靜態(tài)表面比電阻在合成一周后基本穩(wěn)

4、定一個(gè)月;當(dāng)溫度上升時(shí)導(dǎo)電織物的靜態(tài)表面比電阻略有下降（0.7％-2.5％）;當(dāng)相對(duì)濕度變化時(shí)，導(dǎo)電織物的靜態(tài)表面比電阻變化很小，波動(dòng)在3％以?xún)?nèi)，所以在一定變化范圍內(nèi)，不同環(huán)境條件下織物的導(dǎo)電性能較穩(wěn)定，沒(méi)有顯著的差異。采用自制的可調(diào)低速拉伸裝置、數(shù)據(jù)采集卡和計(jì)算機(jī)軟件平臺(tái)(Labview8.6)等搭建數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試柔性拉伸傳感器信號(hào)響應(yīng)性能和導(dǎo)電靈敏性。由測(cè)試結(jié)果得出織物拉伸響應(yīng)靈敏度在合成后的38天內(nèi)保持穩(wěn)定，和織物的靜態(tài)表面比電

5、阻變化情況相似。
　　 通過(guò)選用密度變化和結(jié)構(gòu)變化的織物做基布，用優(yōu)化的試驗(yàn)工藝參數(shù)組合制備可用于柔性可變電阻器的聚吡咯導(dǎo)電織物，然后用靜態(tài)表面比電阻表征織物的電學(xué)性能。綜合分析織物內(nèi)在結(jié)構(gòu)分布對(duì)電阻變化的影響，得出以透孔組織分布比例不同的織物、穿洞的平紋組織織物和密度變化的緯平針織物為基布制得的聚吡咯導(dǎo)電織物，其電阻隨織物結(jié)構(gòu)變化呈梯度變化，適合做柔性可變電阻器的基布?？椢飪?nèi)在結(jié)構(gòu)中緊度大小和交織點(diǎn)多少對(duì)導(dǎo)電織物電學(xué)性能影響較