一种压力传感器的制备方法技术

一种压力传感器的制备方法，包括步骤：将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；制备热塑性聚氨酯电纺膜；将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器。本发明专利技术制备的压力传感器采用夹层结构将易脱落的纳米银线包覆在中间，不仅可以更好地将纳米银线与空气隔离，还可将纳米银线转移到具有更强黏附性的热塑性聚氨酯电纺膜上，从而解决了纳米银线易氧化、稳定性差、易脱落的缺点，从而使得本发明专利技术制备的压力传感器不易氧化，稳定性更好。

A Method of Preparing Pressure Sensor

The preparation method of a pressure sensor includes the following steps: preparing nano-silver wire by reducing ethylene glycol and silver polyvinylpyrrole nitrate; preparing thermoplastic polyurethane electrospun film; transferring nano-silver wire to thermoplastic polyurethane electrospun film to form composite film; and diffusing polydimethylsiloxane solution through the gap of thermoplastic polyurethane electrospun film to the surface of the composite film. In order to form a pressure sensor, the nano silver wire is coated in the middle by polydimethylsiloxane and thermoplastic polyurethane electrospun film. The pressure sensor prepared by the invention uses sandwich structure to encapsulate the easily falling nano-silver wire in the middle, which can not only better isolate the nano-silver wire from the air, but also transfer the nano-silver wire to the thermoplastic polyurethane electrospun film with stronger adhesion, thus solving the shortcomings of the nano-silver wire such as easy oxidation, poor stability and easy falling off, thus making the pressure prepared by the invention. The sensor is not easy to oxidize and has better stability.

【技术实现步骤摘要】
一种压力传感器的制备方法
本专利技术涉及压力传感器领域，具体涉及一种压力传感器的制备方法。
技术介绍
基于纳米银线(AgNWs)的压力传感器在电子皮肤、智能纺织品和结构健康监测等方面有着广泛的应用，然而，纳米银线的氧化作用一直困扰着人们，并限制了这些传感器的使用。导致纳米银线使用限制的最主要原因是其稳定性差，容易被氧化，从而在使用过程中影响了设备的性能。一方面，现有技术的压力传感器由于需要处理各种变形的复杂情况，从而使得保护层容易脱落，从而失去了对纳米银线的保护。然而，由于失去了对纳米银线的保护，纳米银线很容易被氧化。另一方面，现有技术的压力传感器，如图1所示，纳米银线仅黏附聚合物材料表面，由于纳米银线与聚合物材料之间的黏性较差，从而使得压力传感器的灵敏度和传感范围差，进而无法满足实际使用需求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术存在的上述问题，提供了一种压力传感器的制备方法，以解决现有压力传感器的保护层容易脱落，从而失去了对纳米银线的保护，导致纳米银线很容易被氧化等技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种压力传感器的制备方法，包括以下步骤：S1、将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；S2、制备热塑性聚氨酯电纺膜；S3、将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；S4、将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述步骤S1中，将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线的方法具体包括以下步骤：将20毫升乙二醇的、0.204克的硝酸银和0.3996g的聚乙烯吡咯同时添加到容器中已形成混合溶液；将上述混合溶液在无光线的环境下搅拌1小时，以使硝酸银与聚乙烯吡咯完全溶解，并在完全溶解后的溶液中加入10微升氯化钠，再次搅拌10分钟；将上述加入氯化钠的溶液置于真空环境下的油浴中，并控制温度在170℃加热30分钟，以使溶液在空气中冷却至室温，并在溶液中加入足量丙酮；将加入足量丙酮的溶液以5000转/分钟的速度离心10分钟，用乙醇清洗三次以除去过量的聚乙烯吡咯烷酮乙二醇，以获得每毫升的乙醇中的分散有4.0毫克的纳米银线。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述步骤S2中，制备热塑性聚氨酯电纺膜的方法具体包括以下步骤：在N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合物中加入质量分数为25％的热塑性聚氨酯弹性体，以得到热塑性聚氨酯溶液，且所述混合物和热塑性聚氨酯弹性体的体积比为1∶1；将热塑性聚氨酯溶液加入到带有金属喷嘴的塑料注射器中，所述塑料注射器的金属喷嘴与塑料注射器的旋转的圆柱体各作为一个电极，两电极之间的距离为12厘米；在塑料注射器的两电极上采用21千伏的高压电压将热塑性聚氨酯溶液注射到铝箔，以获得热塑性聚氨酯电纺膜。作为本专利技术的进一步优选技术方案，当塑料注射器注射热塑性聚氨酯溶液时，采用两个塑料注射器同时注射，两个塑料注射器的总挤出速度为12毫升每小时。作为本专利技术的进一步优选技术方案，当塑料注射器注射热塑性聚氨酯溶液时，铝箔放置于静电纺丝箱中，所述静电纺丝箱的环境温度为25摄氏度，相对湿度为64％。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述步骤S3中，将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜的方法具体包括：将每5毫升分散有纳米银线的乙醇均匀地滴落在5*5cm∧2的热塑性聚氨酯电纺膜上，并在热塑性聚氨酯电纺膜的间隙和孔中过滤了乙醇，并在热塑性聚氨酯电纺膜表面上分离出纳米银线，已形成3×1cm∧2的复合膜。作为本专利技术的进一步优选技术方案，在所述步骤S3之后，以及所述步骤S4之前包括以下步骤：将复合膜的两端采用银膏粘住。作为本专利技术的进一步优选技术方案，所述步骤S4中，所述聚二甲基硅氧烷溶液采用每分钟500转的速度扩散在复合膜的表面。作为本专利技术的进一步优选技术方案，扩散有聚二甲基硅氧烷的复合膜在80℃下固化1小时以得到压力传感器。作为本专利技术的进一步优选技术方案，每个压力传感器中纳米银线的含量为2.4毫克。本专利技术的压力传感器的制备方法可以达到如下有益效果：本专利技术的压力传感器的制备方法，通过包括以下步骤：S1、将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；S2、制备热塑性聚氨酯电纺膜；S3、将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；S4、将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器，使得本专利技术制备的压力传感器具有夹层结构，从而可更好地从空气隔离纳米银线，并将纳米银线转移到具有更强黏附性的热塑性聚氨酯电纺膜上，从而解决了纳米银线容易被氧化、稳定性差的缺点，因此本专利技术制备的压力传感器不易氧化，稳定性更好。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为现有压力传感器提供的结构示意图；图2为本专利技术压力传感器的制备方法提供的一实例的方法流程图；图3为本专利技术压力传感器的制备方法中步骤S1提供的一实例的方法流程图；图4为本专利技术压力传感器的制备方法中步骤S2提供的一实例的方法流程图图5为本专利技术压力传感器提供的一实例的结构示意图。本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。现有技术的压力传感器，其在电子皮肤、智能纺织品和结构健康监测等方面，由于银纳米线的保护层容易脱落，导致失去了对纳米银线的保护，使得纳米银线很容易被氧化，从而影响电子皮肤、智能纺织品和结构健康监测设备的使用性能，本专利技术通过采用上述技术方案的制备方法，使得其制备的压力传感器，相对于传统的压力传感器来说，大大改进了压力传感器的性能，即生产的压力传感器，具有良好的感知能力、良好的抗氧化性以及良好的稳定性。本专利技术中，所提到的材料及对应的化学分子式如下：纳米银线的化学分子式为AgNWs；硝酸银的化学分子式为AgNO3；聚乙烯吡咯的化学分子式为：PVP)；热塑性聚氨酯弹性体的化学分子式为：TPU；氯化钠的化学分子式为NaCl；聚二甲基硅氧烷的化学分子式为PDMS；N二甲基甲酰胺的化学分子式为DMF)。如图2所示，压力传感器的制备方法包括以下步骤：步骤S1、将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；步骤S2、制备热塑性聚氨酯电纺膜；步骤S3、将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；步骤S4、将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器。具体实施中，如图3所示，所述步骤S1中将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线的方法具体包括以下步骤：步骤S11，将20毫升乙二醇的、0.204克的硝酸银和0.3996g的聚乙烯吡咯同时添加到容器中已形成混合溶液；优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；S2、制备热塑性聚氨酯电纺膜；S3、将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；S4、将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种压力传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线；S2、制备热塑性聚氨酯电纺膜；S3、将纳米银线转移到热塑性聚氨酯电纺膜上以形成复合膜；S4、将聚二甲基硅氧烷溶液透过热塑性聚氨酯电纺膜的间隙，扩散在所述复合膜的表面，高温固化，以形成由聚二甲基硅氧烷与热塑性聚氨酯电纺膜将纳米银线包覆在中间的压力传感器。2.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将乙二醇与聚乙烯吡咯硝酸银通过还原法制备纳米银线具体包括以下步骤：将20毫升乙二醇的、0.204克的硝酸银和0.3996g的聚乙烯吡咯同时添加到容器中已形成混合溶液；将上述混合溶液在无光线的环境下搅拌1小时，以使硝酸银与聚乙烯吡咯完全溶解，并在完全溶解后的溶液中加入10微升氯化钠，再次搅拌10分钟；将上述加入氯化钠的溶液置于真空环境下的油浴中，并控制温度在170℃加热30分钟，以使溶液在空气中冷却至室温，并在溶液中加入足量丙酮；将加入足量丙酮的溶液以5000转/分钟的速度离心10分钟，用乙醇清洗三次以除去过量的聚乙烯吡咯烷酮乙二醇，以获得每毫升的乙醇中的分散有4.0毫克的纳米银线。3.根据权利要求1所述的压力传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，制备热塑性聚氨酯电纺膜的方法具体包括以下步骤：在N-二甲基甲酰胺与四氢呋喃的混合物中加入质量分数为25％的热塑性聚氨酯弹性体，以得到热塑性聚氨酯溶液，且所述混合物和热塑性聚氨酯弹性体的体积比为1∶1；将热塑性聚氨酯溶液加入到带有金属喷嘴的塑料注射器中，所述塑料注射器的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玲，刘向辉，吴懿平，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44