基于热固性树脂热解碳材料的应变传感器及其性能研究

发布时间：2023-03-11 20:35

　　随着塑料工业的迅速发展,热固性树脂凭借其力学性能优异、耐热性好等优点,越来越多地应用于建筑行业,机械装备、电子电器和航空航天等领域。据统计,2013年世界塑料总产量超过2.99亿吨,其中热固性树脂高达4200万吨。虽然塑料的广泛使用给国家和社会带来很大便利,但是使用之后产生的大量废旧塑料也为社会和自然带来严峻的环境问题。特别是热固性树脂一旦固化成型,就不能再熔融或者溶解,这对废旧热固性树脂的回收提出了较大挑战。本论文从热固性树脂回收再利用出发,通过高温热解碳化处理,将热固性树脂变为导电性能良好的碳材料。然后与聚合物弹性体复合,制备基于碳化材料柔性应变传感器。主要的研究工作和结果如下:(1)选用双酚A型苯并噁嗪单体经加热固化制备得到聚苯并噁嗪(PBa)热固性树脂,通过FTIR和TGA对其化学结构及热稳定性进行了表征。然后,PBa树脂经过球磨和碳化处理,得到碳化聚苯并噁嗪粉末(F-cPBa)。最后,F-cPBa与PDMS预聚物共混后固化,得到F-cPBa/PDMS柔性拉伸应传感器。该传感器的响应电流与拉伸应变呈正相关,且在相同应变下的循环加载,传感器的相对电流变化率(RCV)具有较好的稳定...

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 热固性树脂回收的研究
    1.2 柔性应变传感器的研究
        1.2.1 柔性应变传感器的压阻材料
        1.2.2 柔性应变传感器的导电机理
        1.2.3 柔性应变传感器的压阻行为
    1.3 基于碳化材料的柔性应变传感器的研究
    1.4 论文选题的意义及研究内容
        1.4.1 选题的意义
        1.4.2 研究内容
第二章 基于共混法的碳化PBa拉伸应变传感的制备及性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及仪器
        2.2.2 应变传感器的制备
        2.2.3 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PBa的化学结构表征
        2.3.2 PBa的热稳定性表征
        2.3.3 F-cPBa的微观形貌
        2.3.4 F-cPBa/PDMS薄膜的导电性能
        2.3.5 F-cPBa/PDMS拉伸应变传感器的传感性能及应用
    2.4 本章小结
第三章 基于浸渍封装法的碳化PBa柔性压缩应变传感器的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及仪器
        3.2.2 应变传感器的制备
        3.2.3 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 P-cPBa的微观形貌
        3.3.2 P-cPBa的导电性能
        3.3.3 PDMS@P-cPBa的封装及力学性能
        3.3.4 PDMS@P-cPBa压缩应变传感器的传感性能及应用
    3.4 本章小结
第四章 碳化酚醛泡沫基多功能应变传感器的制备及性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及仪器
        4.2.2 应变传感器的制备
        4.2.3 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PFF的热稳定性能
        4.3.2 cPFF的微观形貌
        4.3.3 cPFF的导电性能
        4.3.4 PDMS@cPFF多功能应变传感器的传感性能
        4.3.5 PDMS@cPFF多功能应变传感器的应用
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3760197