[發明專利]一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器及制備方法

有效

• 申請號: 202010560106.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111649665B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 向東;劉黎冰;張學忠;趙春霞;李云濤;李輝;王平
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;D06M11/74;D06M15/233;D06M101/20;D06M101/32;D06M101/34;D06M101/38
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 房立普

1.一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將導電填料、熱熔型粘合劑與N,N-二甲基甲酰胺溶劑混合后進行超聲分散，得到分散液；所述熱熔型粘合劑為聚苯乙烯；

S2、將干燥后顆粒狀的熱塑性聚合物通過單螺桿擠出機擠出純熱塑性聚合物絲狀耗材；

S3、利用卷絲輥牽引裝置，牽引純熱塑性聚合物絲狀耗材勻速通過分散液，在其表面形成一層均薄的導電層，待完全干燥后，利用桌面熔融沉積成型3D打印機將所得絲材打印成蛛網型陣列；

S4、將導線利用導電銀膠固定在蛛網中心和縱絲末端，形成電極，將其在室溫下放置、固化24h，在蛛網型陣列上下表面附加彈性繃帶并壓實，制成具有應變方向識別功能的蛛網狀柔性應變傳感器。

2.根據權利要求1所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述導電填料包括質量比為5:1的多壁碳納米管和石墨烯納米片。

3.根據權利要求1所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述導電填料與聚苯乙烯的質量比為20:1。

4.根據權利要求1所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中超聲分散的強度為100W，頻率為4kHz，時間為1h。

5.根據權利要求1所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，所述熱塑性聚合物為熱塑性聚氨酯。

6.根據權利要求5所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中干燥的溫度為室溫，時間為24h，擠出溫度為180℃，擠出速度為10r/min。

7.根據權利要求1所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中導電層的厚度為25μm。

8.根據權利要求7所述的一種可識別應變方向的蛛網狀柔性應變傳感器的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中3D打印機的噴嘴溫度為220℃，噴嘴直徑為0.4mm，熱床溫度為70℃，打印速度為20mm/s，填充率為100％，打印層厚為0.1mm。

9.一種由權利要求1-8任一項所述的方法制備而成的蛛網狀柔性應變傳感器。