基于碳纳米管的柔性应变传感材料的制备及性能研究

发布时间：2024-03-11 23:21

　　作为物联网的触角,传感器迎来了新的发展机遇。而随着可穿戴行业的发展,电阻式柔性应变传感器在人体穿戴实时监测、机器人仿生皮肤、医学健康跟踪、运动肢体捕捉以及生产振动检测等领域展现出广阔的应用前景。聚合物导电复合材料是电阻式柔性应变传感器最常用的应变传感的核心材料,具有柔性好、应变检测范围大以及成本低的优势。在对聚合物导电复合材料常用导电机理、导电填料、聚合物基体以及不同制备工艺进行了归纳和分析后,发现目前的柔性导电高分子复合材料作为柔性应变传感材料,一直以来面临着使用寿命较短的问题,在长期应变传感下,复合材料会出现应变传感不稳定,材料结构塌陷或断裂。因此,本文具体通过对比筛选性能良好的多壁碳纳米管(MWCNTs),并与硅橡胶(HTV)、甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)、天然橡胶(NR)混合制备成柔性高分子导电复合材料,本论文具体研究如下:(1)制备了 HTV/MWCNTs导电复合材料,对比了三种长度相同,管径不同的MWCNTs对HTV聚合物基体各项性能的改善,对HTV/MWCNTs的性能进行研究。通过测试HTV/MWCNTs的力学性能、体积电阻率、拉伸及压缩应变传感性能、不同环境温度拉伸应变传...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１基于ＦＣＰＣｓ柔性应变传感器的传感原理??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｅｎｓｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｆｌｅｘｉｂｌｅ?ｓｔｒａｉｎ?ｓｅｎｓｏｒ?ｂａｓｅｄ?ｏｎ?ＦＣＰＣｓ??

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图１－２?ＦＣＰＣｓ导电机理示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ＦＣＰＣｓ??

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图１－４炭黑性质随结构变化的规律??

值）的大小代表了其聚集体结构性的高低，??一般说来，ＤＢＰ值高时导电炭黑呈链枝状结构，导电性较好［９５，％】。由于导电炭黑的导电??通路之间的连接比较脆弱，在ＦＣＰＣｓ形变的过程中其导电通路非常容易破坏和重构，如??图卜５（ａ）所示，导致了传感器的性能不够稳定。所以如何选择导电炭....

图１－６复合材料（ａ）１００循环和（ｂ）３６００次循环的循环应力应变试验和最终电阻响应监测，ｂ中的红色??圆圈表示在初始加载和卸载周期中峰值电阻值降低［５８］??

０００次循环拉伸测试中也显示出良好的稳定??性和再现性。??ａ）?ｂ）??２０?ｒ?Ｓｔｒａｉｎ?（％）?Ｓｔｒｖｓｓ?（ＭＰａ）?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?（ｋＯｈｍ）?２０??Ｓｌｒａｍ?（％｝?Ｓｌｒｅｓｓ?（ＭＰａ）?Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?（ｋＯｈｉｒ）?｜??１２５?ｉ?！....

本文编号：3926189