基于电纺纤维网络构筑的导电高分子复合材料及其应变敏感性能研究
[Abstract]:The structure and performance regulation of conductive polymer composites (CPCs) is one of the hot topics in the field of polymer materials. Recently, the widespread concern of the researchers is that.CPCs is widely used in the resistance strain sensor, and is widely used in the fields of electronic skin, human motion monitoring and material destruction monitoring. This paper is based on the structure of CPCs. The preparation method of CPCs based strain sensor containing prefabricated conductive functionalized electrostatic spinning fiber network is proposed. The morphological structure characteristics and tensile sensitivity of the material are studied. The main results are as follows: 1, the CPCsCNTs with carbon nanotube (CNTs) modified electrospun fiber network is excellent. Electrical and mechanical properties are important fillers for the preparation of CPCs. However, it is difficult to produce CNTs filled CPCs. with good electrical, mechanical and strain sensitivity by traditional melting or solution blending. The mechanism of this phenomenon is mainly because the CNTs filled CPCs is used as a strain sensor, in order to obtain an excellent response signal with excellent repeatability. The required CNTs content is usually high, and at high content, CNTs is very easy to reunite and eventually lead to the loss of mechanical properties. Therefore, how to prepare a CPCs based strain sensor with excellent comprehensive properties is still a challenge in this field. A novel method of preparing CNTs filled CPCs is proposed in this paper, which refers to the use of polymer solution. The prefabricated CNTs modified nylon 6 (PA6) electrospun fiber membrane was embedded in the matrix of polyvinyl alcohol (PVA). By this method, the CPCs based strain sensor with excellent electrical, mechanical and strain sensitive properties was easily obtained. We modified CNTs on the surface of PA6 electrospun fiber by ultrasonic method, and prefabricated the electrical fiber network with conductive function in advance. The electrical, mechanical and tensile properties of the CNTs-PA6 conductive fiber film are also studied. The special distribution of CNTs on the surface of PA6 fiber can improve the interfacial bonding between the PA6 fiber and the PVA matrix, in addition to effectively improving the conductivity of the composite, thus providing the possibility of increasing the tensile energy of the matrix material. The increase of the CNTs-PA6 fiber film layer is added. The number can further improve the electrical properties of the composites, and the corresponding results provide the experimental basis for the control of the tensile sensitivity of CNTs-PA6/PVA composites. However, it will have an adverse effect on the mechanical properties of the materials. Finally, we choose the optimum selection of the composite material containing two layers of CNTs-PA6 fiber membrane (CNTs-PA62/PVA) as the research object. The response curves of the uniaxial tension are phased, and each stage corresponds to the different structural failure models. The corresponding model is analyzed in detail. The cyclic tensile test results show that the CNTs-PA62/PVA composite exhibits a distinct response behavior at different deformation levels, such as the maximum cyclic response degree (Rmax/R0) offset. There is a large difference between the degree and the peak intensity of the acromion, which can be used as a self diagnostic index to analyze the internal structural damage of the composite. Furthermore, the repeatability of the tensile response behavior of the composites can be significantly improved by the multiple tensile / recovery cycle and pretension treatment, and the CPCsCB of the carbon black (CB) modified electrospun fiber network has a lower CPCsCB. In the dimension (Ling Wei), the conductive network it constructs often has a sensitive response to the external field stimulation. Therefore, we use the CB instead of CNTs to produce a CB-PA6/PVA composite containing a layer of fiber membrane by the same preparation process. The tensile response behavior of the composite is studied in detail. The results show that the CB-PA6/PVA composite has a good response. Stable response signals and good repeatability and durability are suitable for use as strain sensors. We also found that the difference in the structure of CB and CNTs leads to the difference in the construction mode of the conductive network, which makes the tensile sensitivity of the corresponding composite system greatly different. Sensors have an important guiding role.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TB332;TQ340.64
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,本文编号:2162535
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