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k8导电聚合物聚氨酯基复合材料力学传感器的制备

发布日期:2021-01-17 22:42

  随着智能化社会的建设,柔性便携式传感器成为科技发展的重要组成部分,这种柔性传感器件已经广泛应用到电子显示屏、仿生机器人、k8,健康监测等各个领域。以更低的成本和更低的能耗提高设备的灵敏度、稳定性以及易加工性已经越来越受到科研工作者们的重视。在构成传感器的多种基底材料中,简单易携的柔性聚合物基底由于其丰富的优点而具有最广泛的应用前景。目前,基于导电聚合物等高聚物制备的复合材料基半导体材料,对压缩应力/弯曲应力敏感的复合材料力学传感器已引起科研工作者们广泛兴趣,用于制备高性能且高稳定性的力学传感器。通过便捷的制备方法得到高灵敏性、大量程的力学传感器一直是我们的目标。本论文工作将针对以下两个方面进行研究:导电聚合物/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器的研究。第一部分实验通过方糖模板法制备出了孔隙率达80%以上、可以几秒内快速回弹的聚氨酯多孔海绵材料,接下来又通过原位聚合的方法制备出了可以快速响应压力变化、灵敏度高以及检测压力范围大的聚吡咯/聚氨酯基复合导电海绵。实验通过采用不同的聚合时间、施加不同的压力来确定导电海绵电化学响应的最佳条件。与此同时,通过实验探究出了器件的电化学响应性与施加的压力大小几乎成正比,且可检测压力范围为0.2 N-150 N。这部分实验在整体上探究出了制备聚吡咯/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器的最简便快捷又高效的方法。为了验证器件的稳定性,在测试部分进行了100次重复循环实验,也证明了本文制备的聚吡咯/聚氨酯基复合材料压缩应力传感器件具有很好的可重复利用性。导电聚合物/聚氨酯基复合材料弯曲应力传感器的研究。第二部分实验与第一部分不同之处在于使用了自制长条状糖模板制备出了孔隙率达80%以上、k8可以快速回弹的聚氨酯多孔海绵,并同样采用原位聚合的方法制备出了可以感应弯曲和拉伸等多种应力、灵敏度高以及检测范围大的长条状聚吡咯/聚氨酯基复合导电海绵。实验通过使器件拉伸不同的长度确定了其可拉伸的位移范围为0.1 mm-5 mm,又使器件弯曲不同的角度,确定其可以灵敏的感应弯曲角度的变化,具有较高的灵敏性,奠定了其在可穿戴传感领域的应用基础。通过本论文的研究,我们发现无论是使用方糖为模板制备的压缩应力传感器还是以自制糖模板制备的弯曲应力传感器,都是一种低成本效益的方法,没有技术上的困难,这对实验的研究具有一定的参考价值。

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