基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器及其制备方法，制备方法：首先将聚合物溶液或液态聚合物均匀铺展后干燥得到基体薄膜；再把碳纳米纤维纱织物与引出电极连接，用聚合物溶液或液态聚合物浸润后，置于基体薄膜上且干燥处理；在碳纳米纤维纱织物的表面涂抹一次聚合物溶液或液态聚合物，干燥得基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器。最终产品包括：碳纳米纤维纱织物、两个与碳纳米纤维纱织物连通的引出电极和覆盖碳纳米纤维纱织物上、下表面的聚合物薄膜；其在伸长率从0到5～12％之间进行循环拉伸时敏感系数为30～200；其在伸长率9％以下进行拉伸时其线性相关系数≥0.995。本发明专利技术的制备方法工艺简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器及其制备方法
本专利技术属应变传感器制备领域，涉及一种基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器及其制备方法。
技术介绍
应变传感器是基于测量物体受力变形所产生的应变的一种传感器。电阻应变片则是其最常采用的传感元件，是一种能将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件，传统的应变传感器多采用金属以及半导体作为原料制成，其仅在微小应变的条件下使用，且刚性大，不易弯曲，灵敏度低。随着社会的发展，可穿戴电子产品领域，如：人体运动检测及医疗器械对应变传感器有了更高的要求——高柔韧性、高应变性、高灵敏性以及高稳定性，因此开发柔性高性能应变传感器具有重大意义。目前的柔性应变传感器主要以导电的纳米材料作为导电介质，例如：纳米炭黑、石墨烯、碳纳米管以及无机金属纳米颗粒或纤维，也有以普通碳纤维织物设计应变传感器的相关报道。《Flexibleandwearablestrainsensingfabrics》(CaiG.M.；YangM.Y.；XuZ.L.；LiuJ.G.；TangB.；WangX.G.Flexibleandwearablestrainsensingfabri本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征是：所述柔性应变传感器包括碳纳米纤维纱织物、两个引出电极和覆盖所述碳纳米纤维纱织物上、下表面的聚合物薄膜，所述引出电极与所述碳纳米纤维纱织物连通；所述柔性应变传感器在伸长率从0到5～12％之间进行循环拉伸时，敏感系数为30～200；所述柔性应变传感器在伸长率9％以下进行拉伸时，其电阻变化率与伸长率关系的线性相关系数≥0.995。

【技术特征摘要】
1.基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征是：所述柔性应变传感器包括碳纳米纤维纱织物、两个引出电极和覆盖所述碳纳米纤维纱织物上、下表面的聚合物薄膜，所述引出电极与所述碳纳米纤维纱织物连通；所述柔性应变传感器在伸长率从0到5～12％之间进行循环拉伸时，敏感系数为30～200；所述柔性应变传感器在伸长率9％以下进行拉伸时，其电阻变化率与伸长率关系的线性相关系数≥0.995。2.根据权利要求1所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性应变传感器能够在0～180°范围弯曲。3.根据权利要求1所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征在于，所述聚合物薄膜为具有弹性的热塑性材料薄膜，所述具有弹性的热塑性材料为聚氨酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷或橡胶。4.根据权利要求1所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征在于，所述引出电极为铜丝或银线；所述连通是指将所述引出电极与所述碳纳米纤维纱织物用导电银胶粘接。5.根据权利要求1所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征在于，所述柔性应变传感器宽0.6cm～1.5cm，长7cm，厚度为350μm～750μm，其中两电极之间的距离为1cm～5cm。6.根据权利要求1所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器，其特征在于，所述碳纳米纤维纱织物是指以普通聚丙烯腈短纤纱为经纱，静电纺聚丙烯腈纳米纤维纱为纬纱织造，然后进行预氧化和碳化而获得的织物。7.制备如权利要求1～6任一项所述的基于碳纳米纤维纱织物的柔性应变传感器的方法，其特征是：包括以下步骤：(a)将聚合物溶液或液态聚合物均匀铺展后干燥，得到基体薄膜；(b)把碳纳米纤维纱织物与引出电极连接，并用聚合物溶液或液态聚合...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫涛，潘志娟，
申请(专利权)人：南通纺织丝绸产业技术研究院，苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32