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一種軟-硬段交錯(cuò)的纖維型柔性應(yīng)變傳感器及其制備方法

文檔序號(hào):42300879發(fā)布日期:2025-06-27 18:43閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種軟-硬段交錯(cuò)的纖維型柔性應(yīng)變傳感器,其特征在于,包括作為核結(jié)構(gòu)的聚偏氟乙烯纖維和作為鞘結(jié)構(gòu)的熱塑性聚氨酯層,所述熱塑性聚氨酯層包覆于聚偏氟乙烯纖維外周,所述熱塑性聚氨酯層表面具有導(dǎo)電通路層;所述纖維型柔性應(yīng)變傳感器經(jīng)預(yù)拉伸形成軟段-硬段交錯(cuò)結(jié)構(gòu),其中軟段為熱塑性聚氨酯層,硬段為聚偏氟乙烯纖維。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維型柔性應(yīng)變傳感器,其特征在于,所述導(dǎo)電通路層為多壁碳納米管導(dǎo)電層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維型柔性應(yīng)變傳感器,其特征在于,所述導(dǎo)電通路層為離子液體導(dǎo)電層。

4.一種制備如權(quán)利要求2所述纖維型柔性應(yīng)變傳感器的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述有機(jī)溶劑選自乙醇、丙酮、乙酸乙酯、二甲苯中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法,其特征在于,所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮,所述乳化劑為曲拉通-100,多壁碳納米管mwcnts的質(zhì)量濃度為1.0?wt%。

7.一種制備如權(quán)利要求3所述纖維型柔性應(yīng)變傳感器的方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,離子液體ils的質(zhì)量濃度為30-35?wt%;所述離子液體選自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、n-甲基,甲氧基乙基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙氟磺酰亞胺鹽、n-甲基丙基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-丁基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽和1-己基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,熱塑性聚氨酯tpu的質(zhì)量濃度為30-35?wt%,聚偏氟乙烯pvdf的質(zhì)量濃度為10-15?wt%。

10.根據(jù)權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,所述預(yù)拉伸在100?%應(yīng)變下進(jìn)行。


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種軟?硬段交錯(cuò)的纖維型柔性應(yīng)變傳感器及其制備方法,該發(fā)明采用同軸濕法紡絲工藝制備熱塑性聚氨酯包覆聚偏氟乙烯(TPU@PVDF)核?鞘結(jié)構(gòu)纖維,并利用超聲浸漬法將多壁碳納米管(MWCNTs)負(fù)載在纖維表面,或在TPU基體中共混離子液體(ILs)以構(gòu)建導(dǎo)電通路。隨后,通過(guò)預(yù)拉伸形成具有“軟?硬”段的核?鞘結(jié)構(gòu)纖維。最后,在纖維兩端涂敷導(dǎo)電銀漿作為電極,制得柔性纖維型應(yīng)變傳感器。本發(fā)明通過(guò)“軟?硬”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),使得柔性纖維型應(yīng)變傳感器在保持寬應(yīng)變響應(yīng)范圍的同時(shí),靈敏度具有大幅度提升,且其制備方法簡(jiǎn)單高效。

技術(shù)研發(fā)人員:陳建聞,朱雨田,王童
受保護(hù)的技術(shù)使用者:杭州師范大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/6/26
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