基于附着AgNWs的电纺膜和PDMS的三明治结构柔性传感器的制备及性能研究
发布时间：2021-04-25 13:07
柔性传感器的主要功能是将外界声、光、力和热等信号转化为可视的电信号,因此无论在人体健康监测、生物医学、电子皮肤等医学相关领域,还是对新一代机器人等电子设备的升级都起到至关重要的作用。压阻式传感器主要由感应材料、柔性基体和导电电极三种结构组成。柔性传感器感应材料主要包括金属材料、碳材料和导电高分子等。其中银纳米线（Ag NWs）是一种具有高电导率的感应材料,已广泛应用在柔性应变传感器的研究中。Ag NWs的形貌均一性和在柔性基体中的分散情况是影响传感器性能的主要因素。本课题采用原位聚合法和溶液共混法分别制备了PVDF/PANI复合胶液和PVA/PANI复合胶液。将四种复合胶液通过静电纺丝的方法制成PVDF/PANI复合纤维膜和PVA/PANI复合纤维膜。采用抽滤的方式将乙二醇还原法制备的Ag NWs均匀的附着在PVDF/PANI纤维膜表面。采用模具成型法将附着Ag NWs的PVDF/PANI复合纤维膜固定在PDMS中间,并在两端引出两条导线,形成一种三明治结构的柔性应变传感器。通过x射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对Ag NWs、PVA/PANI复合纤维膜、PVDF/PAN...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 银纳米线研究进展
1.3 柔性传感器研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验原理
2.1.1 AgNWs制备机理
2.1.2 PANI制备机理
2.1.3 静电纺丝的机理
2.2 实验试剂及仪器
2.3 实验步骤
2.3.1 AgNWs的制备步骤
2.3.2 PANI的制备步骤
2.3.3 PVA/PANI和 PVDF/PANI复合纤维膜的制备
2.3.4 柔性应变传感器的制备步骤
2.4 试样表征及性能测试
2.5 本章小结
第3章 实验结果与讨论
3.1 AgNWs的形貌结构分析
3.2 复合纤维膜的形貌结构分析
3.2.1 PVDF/PANI复合纤维膜形貌结构分析
3.2.2 PVA/PANI复合纤维膜形貌结构分析
3.3 PVDF/PANI复合纤维膜的电导率实验分析
3.4 附着Ag NWs的 PVDF/PANI纤维膜的微观形貌分析
3.5 PDMS的固化行为分析
3.6 柔性应变传感器的性能分析
3.6.1 柔性应变传感器的电阻-应变的响应性能测试
3.6.2 柔性应变传感器的滞后实验分析
3.6.3 柔性应变传感器的GF系数实验分析
3.6.4 柔性应变传感器的多循环拉伸测试实验分析
3.6.5 柔性应变传感器对手指关节的运动变化的感知实验分析
3.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米银粒子/磺化聚苯乙烯复合微球的制备及其性能研究[J]. 王荣,曾丹林,王园园,杨媛媛,覃荣华,陈波,王光辉. 功能材料. 2019(11)
[2]导电高分子生物材料在组织工程中的应用[J]. 李勐,郭保林. 科学通报. 2019(23)
[3]基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢气体传感性能研究[J]. 黄国家,彭志清,杨晓占,冯文林. 光子学报. 2019(03)
[4]高导电石墨烯/银复合棉织物的制备及性能研究[J]. 陈卓明,杨盈,何姗,刘晓霞,姜浩,彭傲鑫,刘怀远,朱英婷. 上海纺织科技. 2018(08)
[5]纳米银/石墨烯电化学传感器的制备及应用研究[J]. 刘冉彤,于浩,宋诗稳,杨力,万向权,马壮. 传感器与微系统. 2018(07)
[6]军用智能可穿戴设备发展综述[J]. 王海龙. 电子技术. 2018(02)
[7]控制剂（CuCl2·2H2O）对多元醇热法制备纳米银形貌的影响[J]. 熊智淳,张哲娟,才滨. 无机盐工业. 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制备高溶解性导电聚苯胺[J]. 吕亦同,胡江磊,张龙. 应用化学. 2017(06)
[9]可穿戴设备发展现状及趋势[J]. 封顺天. 信息通信技术. 2014(03)
[10]聚乙烯吡咯烷酮辅助的水热法合成形貌可控的银纳米结构（英文）[J]. 徐丽红,阚彩侠,王长顺,从博,倪媛,施大宁. 物理化学学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于聚苯胺纳米复合敏感材料的室温柔性NH3传感器研究[D]. 李思琦.吉林大学 2019
[2]基于分形原理的静电纺丝技术研究和锂电池隔膜研发[D]. 杨文秀.天津工业大学 2016
硕士论文
[1]溶剂热法制备纳米银线及其在透明导电膜中的应用[D]. 沈伟.长安大学 2018
[2]DNA模板引导纳米银簇的制备及应用研究[D]. 侯肖肖.天津医科大学 2018
[3]多元醇法制备纳米银线及影响因素研究[D]. 徐杰.昆明理工大学 2018
[4]基于电容阵列的柔性触觉传感器的研究[D]. 程丁儒.浙江大学 2017
[5]电化学还原石墨烯与纳米银在电化学传感器中的应用[D]. 许贞.西南大学 2016
[6]静电纺丝制备聚氨酯/碳纳米管/纳米银复合纤维及其在电化学传感器中的应用[D]. 欧阳兆飞.北京化工大学 2013
本文编号：3159440
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 银纳米线研究进展
1.3 柔性传感器研究现状
1.4 本文主要研究内容
第2章 实验部分
2.1 实验原理
2.1.1 AgNWs制备机理
2.1.2 PANI制备机理
2.1.3 静电纺丝的机理
2.2 实验试剂及仪器
2.3 实验步骤
2.3.1 AgNWs的制备步骤
2.3.2 PANI的制备步骤
2.3.3 PVA/PANI和 PVDF/PANI复合纤维膜的制备
2.3.4 柔性应变传感器的制备步骤
2.4 试样表征及性能测试
2.5 本章小结
第3章 实验结果与讨论
3.1 AgNWs的形貌结构分析
3.2 复合纤维膜的形貌结构分析
3.2.1 PVDF/PANI复合纤维膜形貌结构分析
3.2.2 PVA/PANI复合纤维膜形貌结构分析
3.3 PVDF/PANI复合纤维膜的电导率实验分析
3.4 附着Ag NWs的 PVDF/PANI纤维膜的微观形貌分析
3.5 PDMS的固化行为分析
3.6 柔性应变传感器的性能分析
3.6.1 柔性应变传感器的电阻-应变的响应性能测试
3.6.2 柔性应变传感器的滞后实验分析
3.6.3 柔性应变传感器的GF系数实验分析
3.6.4 柔性应变传感器的多循环拉伸测试实验分析
3.6.5 柔性应变传感器对手指关节的运动变化的感知实验分析
3.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米银粒子/磺化聚苯乙烯复合微球的制备及其性能研究[J]. 王荣,曾丹林,王园园,杨媛媛,覃荣华,陈波,王光辉. 功能材料. 2019(11)
[2]导电高分子生物材料在组织工程中的应用[J]. 李勐,郭保林. 科学通报. 2019(23)
[3]基于纳米铜/石墨烯包覆光子晶体光纤的硫化氢气体传感性能研究[J]. 黄国家,彭志清,杨晓占,冯文林. 光子学报. 2019(03)
[4]高导电石墨烯/银复合棉织物的制备及性能研究[J]. 陈卓明,杨盈,何姗,刘晓霞,姜浩,彭傲鑫,刘怀远,朱英婷. 上海纺织科技. 2018(08)
[5]纳米银/石墨烯电化学传感器的制备及应用研究[J]. 刘冉彤,于浩,宋诗稳,杨力,万向权,马壮. 传感器与微系统. 2018(07)
[6]军用智能可穿戴设备发展综述[J]. 王海龙. 电子技术. 2018(02)
[7]控制剂（CuCl2·2H2O）对多元醇热法制备纳米银形貌的影响[J]. 熊智淳,张哲娟,才滨. 无机盐工业. 2017(10)
[8]一步乳液聚合法制备高溶解性导电聚苯胺[J]. 吕亦同,胡江磊,张龙. 应用化学. 2017(06)
[9]可穿戴设备发展现状及趋势[J]. 封顺天. 信息通信技术. 2014(03)
[10]聚乙烯吡咯烷酮辅助的水热法合成形貌可控的银纳米结构（英文）[J]. 徐丽红,阚彩侠,王长顺,从博,倪媛,施大宁. 物理化学学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于聚苯胺纳米复合敏感材料的室温柔性NH3传感器研究[D]. 李思琦.吉林大学 2019
[2]基于分形原理的静电纺丝技术研究和锂电池隔膜研发[D]. 杨文秀.天津工业大学 2016
硕士论文
[1]溶剂热法制备纳米银线及其在透明导电膜中的应用[D]. 沈伟.长安大学 2018
[2]DNA模板引导纳米银簇的制备及应用研究[D]. 侯肖肖.天津医科大学 2018
[3]多元醇法制备纳米银线及影响因素研究[D]. 徐杰.昆明理工大学 2018
[4]基于电容阵列的柔性触觉传感器的研究[D]. 程丁儒.浙江大学 2017
[5]电化学还原石墨烯与纳米银在电化学传感器中的应用[D]. 许贞.西南大学 2016
[6]静电纺丝制备聚氨酯/碳纳米管/纳米银复合纤维及其在电化学传感器中的应用[D]. 欧阳兆飞.北京化工大学 2013
本文编号：3159440
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