基于PDMS微结构调控构筑的导电高分子复合材料及其应变敏感性能研究

发布时间：2021-02-25 17:10

　　导电高分子复合材料（CPCs）是由导电填料和高分子基体复合制备而成,其结构和功能的多样性引起研究者的高度关注。功能化导电高分子复合材料在外场刺激下,能够表现出丰富的响应行为而被广泛应用。柔性可拉伸应变传感器作为CPCs的重要方面,在人体健康监测、病情诊断、柔性机器人等方面具有广泛的应用前景。本文通过对柔性CPCs表面结构的构筑和调控,制备了具有不同微观形貌的CPCs,探究了CPCs对应力外场的响应行为。具体研究内容和成果如下:1、褶皱结构碳纳米管（CNTs）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）导电复合材料和“三明治”结构PDMS/CNTs/PDMS导电复合材料的制备及性能研究。通过对制备出双层膜结构的PDMS薄膜进行拉伸和释放,制备出褶皱结构的柔性PDMS薄膜。再用喷涂法,制备出褶皱结构的CNTs/PDMS透明导电复合材料。对纯PDMS膜、酸化和喷涂CNTs的薄膜透明度进行研究,并对CNTs在褶皱表面的分布进行了分析。发现喷涂在PDMS薄膜上的CNTs分布均匀,无团聚现象且CNTs/PDMS薄膜透明度高。探究了酸化后和未处理的PDMS薄膜疏水性。酸化后的PDMS薄膜和未处理的PDMS薄膜相比断... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同放大倍数的荷叶表面 SEM 图（a）-（d）和壁虎足部结构（e）-（h）；灰真鲨表面皮肤照片（i）（j）

3弹性基底 PDMS 上制备具有褶皱结构形貌的半导体薄膜的料一般是硬且脆的，但是纳米级的硅带、线以及薄将纳米级硅材料与柔性基底结合起来，可以制备出图 1.2 所示，将超薄硅片与聚二甲基硅氧烷（PDM图案的复合材料。该复合材料受到外力时，可以往的增大，图案的周期和振幅也会发生相应的变化。表面结构对材料整体性能有着非常显著的影响，因引入具有特殊形貌的柔性基底材料是非常有意义的貌除了上述几种外还有褶皱结构[29, 33-38]和裂纹结构构在制备高性能柔性电子器件的过程中有很大的作用

1 绪论1.3 褶皱结构概述及应用表面皱纹（Wrinkling）是一种普遍的自然现象，无论是从宏观层面到微观层面，表面皱纹在日常生活中处处可见。如图 1.3 所示的存在于各个尺度范围内的皱纹现象，比如从左图开始，依次是挂起来的窗帘产生的分米尺度范围的褶皱，一片叶子脱离树干缺少水分而产生了厘米尺度范围的皱纹，PDMS 薄膜表面沉积金属层冷却后形成的微皱纹和石墨条被拉伸后形成的微米尺度的皱纹。表面起皱虽然在很多领域被认为是不利因素，但近来有很多报道关于利用双层膜体系制备的褶皱图案，在光学器件、传感器等领域发挥着重要作用[33-38]，故研究褶皱图案的形成机理及其应用具有重要的意义。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3051290