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专利号: 2019110896723
申请人: 五邑大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:S1)、PEDOT:PSS棉布纤维层的制备

S101)、将聚3,4-乙烯二氧噻吩单体:聚苯乙烯磺酸盐PEDOT:PSS加入到二甲基亚砜DMSO溶液进行改性,并在40-60℃油浴搅拌加热0.5-2h后,滴加无水乙醇1-3h,得到改性的PEDOT:PSS导电溶液;

S102)、将合适尺寸的棉布纤维片浸泡到步骤S101)中改性的PEDOT::PSS导电溶液中,常温搅拌3-5h,然后70-100℃烘干1-3h;

S103)、重复步骤S102)2-5次,直至改性的PEDOT:PSS导电溶液均匀渗透牢固的附着在棉布纤维片上,得到PEDOT:PSS导电棉布;

S104)、将步骤S103)中得到的PEDOT:PSS导电棉布铺在PDMS溶液表面,使导电棉布一面被PDMS溶液覆盖固定起来,得到PEDOT:PSS棉布纤维层;

S2)、导电碳布的制备

S201)、通过在湿度为40-60%的条件下,将聚丙烯腈PAN溶解于N-N二甲基甲甲酰胺DMF溶剂中配置成10-20wt%浓度的溶液;

S202)、将步骤S201)中得到的溶液在50-70℃恒温搅拌3-8h,得到纺丝溶液,密封保存备用;

S203)、通过无序静电纺丝机制备得到无序导电碳布;

S3)、金属银纳米线导电薄膜的制备

S301)、在室温条件下,将一定量的葡萄糖、硝酸银、硫酸铁分别在去离子水中溶解后混合在一起并磁力搅拌几分钟以产生亮黄色溶液;

S303)、将聚乙烯吡咯烷酮PVP引入步骤S301)中的亮黄色溶液中,持续搅拌混合物直至PVP完全溶解,然后高压反应釜中,将其密封并在150-180℃加热3-8小时,热水反应完成后得到灰绿色沉淀;

S304)、用稀硝酸溶液洗涤步骤S303)中得到的灰绿色沉淀数次,以除去纳米线表面上的氧化层;然后加入乙醇在离心机作用下除去过量的硝酸,并通过反复过滤来收集长的银纳米线;

S305)将步骤S304)中得到的长的银纳米线覆在玻璃上,并在温度为200-300℃的条件下加热2-3h,然后再涂覆PDMS在60-100℃固化2-6h,剥离下来,得到银纳米线导电薄膜;

S4)、柔性应力传感器的制备

S401)、将步骤S1)制备的PEDOT:PSS棉布纤维层、步骤S2)制备的无序导电碳布、步骤S3)制备的银纳米线导电薄膜进行封装在一起;边缘使用PDMS进行封装并在60-100℃固化

0.5-2h;

S402)、从PEDOT:PSS棉布纤维层和银纳米线导电薄膜上分别引出导线,得到柔性应力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S104)中,得到的PEDOT:PSS棉布纤维层的电阻控制在900-1200Ω。

3.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S203)中,通过无序静电纺丝机接收距离10-15cm,电压3-5KV,纺制8-12h后,得到PAN纤维,再经过900-1100℃,加热1-5h制备得到无序导电碳布。

4.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S203)中,得到的无序导电碳布的电阻控制在200-300Ω。

5.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S301)中,所述的葡萄糖、硝酸银、硫酸铁溶于去离子水后的体积比为2:2:

1。

6.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S304)中,所述长的银纳米线的长度为10-15μm,直径200-300nm。

7.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S305)中,得到的银纳米线导电薄膜的电阻控制在0.1-3Ω。

8.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S401)中,所述的PEDOT:PSS棉布纤维层、无序导电碳布、银纳米线导电薄膜安装三明治结构进行封装,并且所述的无序导电碳布位于PEDOT:PSS棉布纤维层和银纳米线导电薄膜之间。

9.根据权利要求1所述的一种基于复合多层导电材料的柔性应力传感器的制备方法,其特征在于:步骤S402)中,所述的导线为铜导电胶带。