[發明專利]一種基于聚吡咯的導電高靈敏傳感彈性編織紗的制備方法

有效

• 申請號: 201811500974.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109594341B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 蔡光明;潘俊杰;張如全;程德山;羅磊;徐安長
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: D06M15/37
• 分類號: D06M15/37;D06M13/368;C08G73/06;D02G3/04;D02G3/32
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發明涉及一種基于聚吡咯的導電高靈敏傳感彈性編織紗的制備方法，包括以下步驟：1、清洗長絲后將長絲浸漬在多巴胺溶液中震蕩，得到多巴胺?長絲；2、以彈性長絲做芯紗，將多巴胺?長絲以編織的方法包纏在芯紗外表面上，得到多巴胺?長絲彈性編織紗；3、將多巴胺?長絲彈性編織紗與聚吡咯通過原位聚合法復合，清洗并烘干得到聚吡咯?多巴胺?長絲傳感彈性編織紗。本發明將長絲先與多巴胺復合再與聚吡咯復合，提高了聚吡咯與彈性編織紗的結合牢度；本發明的編織紗具有靈敏度高，強力大，循環穩定性好等特點；本發明產品生產成本較低，性能穩定，有利于推廣使用，在軍工國防，人體運動監測及智能紡織品領域有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及高靈敏導電紗線領域，具體涉及一種基于聚吡咯的導電高靈敏傳感彈性編織紗的制備方法。

背景技術

傳統的應變傳感器種類主要是電阻應變傳感器，其在外力作用下產生機械形變后，使電阻值發生相應變化。電阻應變片主要有金屬(金屬絲式、箔式和薄膜式)和半導體兩類。然而基于半導體或金屬材質的應變傳感器柔韌性差，檢測靈敏度有限，難以滿足便攜式可穿戴電子設備的要求。近年來研究人員致力于開發可穿戴型應變傳感器，因其具有一定柔性、貼合性、靈敏度、快速響應性、使用耐久性等特點，在醫療、運動檢測、人機互動等方面具有重要的應用前景。

目前為止，柔性應變傳感器件先后經歷了不同發展歷程：第一階段是將普通電子元件如傳感器、存儲器、芯片等設計植入到面料或服裝中。但是這種傳感器不能折疊和清洗，難以大規模生產。第二階段是將電子元件微量化，與纖維進行復合，經過編織制成電子智能紡織品。這種傳感器傳感元件較為單一，不易多次使用。近期開發新型柔性電子材料，如納米金屬材料、納米碳材料及復合彈性電子材料等成為研究熱點。相比較，新型柔性電子材料具有較好的柔性、高導電性及低成本大批量生產的潛力，成為柔性應變傳感器研究的熱點。而如何制備綠色、低成本、低能耗同時具有優異性能的柔性應變傳感器成為柔性可穿戴應變傳感器的應用面臨的重要挑戰。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種靈敏度高，強力大，循環穩定性好且制備操作簡便的基于聚吡咯的導電高靈敏傳感彈性編織紗制備方法。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種基于聚吡咯的導電高靈敏傳感彈性編織紗的制備方法，包括以下步驟：

步驟S1、清洗長絲后將長絲浸漬在多巴胺溶液中震蕩，得到多巴胺-長絲；

步驟S2、以彈性長絲做芯紗，將多巴胺-長絲以編織的方法包纏在芯紗外表面上，得到多巴胺-長絲彈性編織紗；

步驟S3、將多巴胺-長絲彈性編織紗與聚吡咯通過原位聚合法復合，清洗并烘干得到聚吡咯-多巴胺-長絲傳感彈性編織紗。

進一步的，所述步驟S1中，多巴胺溶液的濃度為1-5mg/mL。

進一步的，所述步驟S1中浸漬的具體操作為：將長絲浸漬在多巴胺溶液中震蕩24小時以上后烘干，所述多巴胺溶液的PH＝8-9，震蕩的頻率為30-180r/min。

進一步的，所述步驟S2中編織的方法包纏是在圓織機中進行，芯紗外層包纏的多巴胺-長絲根數不低于2根。

進一步的，所述步驟S2中彈性長絲為滌綸長絲、腈綸長絲和錦綸長絲中的至少一種。

進一步的，所述步驟S3中原位聚合法具體操作為：將多巴胺-長絲編織紗放在吡咯單體和參雜劑的混合溶液中低溫反應2小時以上，然后在氧化劑溶液中再低溫反應2小時以上。

進一步的，所述吡咯單體的濃度為0.2-1mol/L，所述參雜劑為十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨中的至少一種，所述氧化劑為三氯化鐵、過硫酸銨和過硫酸鉀中的至少一種。