[發(fā)明專利]柔性微膠囊壓電傳感器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110332738.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113108953B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陽(yáng)生有;周慎杰;王炳雷;鄭旭;陳玲玲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L1/16
• 分類號(hào): G01L1/16;C08K9/10;C08K3/36;C08L83/04
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 朱忠范

1.一種柔性微膠囊壓電傳感器，其特征在于，包括：

柔性傳感材料層(5)，所述柔性傳感材料層(5)由聚合物基體(1)內(nèi)分散設(shè)有帶電荷微膠囊材料(2)形成，其中，所述帶電荷微膠囊材料(2)的每一個(gè)微膠囊內(nèi)包裹有帶電荷內(nèi)容物；所述柔性材料層的兩側(cè)均設(shè)有電極(3)，所述電極(3)上引出有導(dǎo)線(4)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性微膠囊壓電傳感器，其特征在于：

所述聚合物基體為聚二甲基硅氧烷PDMS。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性微膠囊壓電傳感器，其特征在于：

所述帶電荷內(nèi)容物為利用二氧化硅溶膠材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性微膠囊壓電傳感器，其特征在于：

所述帶電荷內(nèi)容物為利用金屬膠體材料制成。

5.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的柔性微膠囊壓電傳感器的制備方法，其特征在于，包括：

將PDMS、固化劑和帶電荷微膠囊材料混合后，然后置于真空干燥箱內(nèi)，打開(kāi)真空泵使箱內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，去除氣泡，得到復(fù)合材料；

利用澆筑法向模具內(nèi)澆筑復(fù)合材料，將盛有復(fù)合材料的模具水平置于真空干燥箱內(nèi)，打開(kāi)真空泵使箱內(nèi)處于負(fù)壓狀態(tài)，升高真空干燥箱的溫度，固化后，脫去模具后得到柔性傳感材料層；

在柔性傳感材料層的兩側(cè)分別刮涂導(dǎo)電金屬漿作為電極，將導(dǎo)線埋入導(dǎo)電金屬漿內(nèi)部，干燥箱內(nèi)干燥固化，制得所述柔性微膠囊駐極體傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性微膠囊壓電傳感器的制備方法，其特征在于，采用溶劑蒸發(fā)法制備所述帶電荷微膠囊材料，包括：

將聚甲基丙基酸甲酯PMMA粉末溶解于二氯甲烷溶液中，得到PMMA溶液；將帶電荷內(nèi)容物溶解于乙酸苯酯溶液中，得到內(nèi)容物溶液；然后將內(nèi)容物溶液加入到PMMA溶液中，充分混勻，得到油相；

將聚乙烯醇粉末加入去離子水中，完全溶解得到水相；

將油相加入至水相中，混合得到乳液，加熱蒸發(fā)乳液中的二氯甲烷，得到微膠囊分散液；

將微膠囊分散液靜置后倒掉上層清液，去離子水進(jìn)行反復(fù)清洗，去除雜質(zhì)，干燥蒸發(fā)后，得到所述帶電荷微膠囊材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性微膠囊壓電傳感器的制備方法，其特征在于，油相制備中，將2g的100目聚甲基丙基酸甲酯PMMA粉末溶解于60g二氯甲烷溶液中，得到PMMA溶液；將0.5g帶電荷內(nèi)容物溶解于4g乙酸苯酯溶液中，得到內(nèi)容物溶液。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性微膠囊壓電傳感器的制備方法，其特征在于，水相制備中，使用控溫磁力攪拌器將去離子水加熱至35℃后設(shè)置轉(zhuǎn)速為1000rpm，將3.2g的160目聚乙烯醇粉末緩慢加入到160mL去離子水中進(jìn)行預(yù)溶解，然后將溫度加熱至60℃，直至完全溶解。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性微膠囊駐極體傳感器的制備方法，其特征在于，刮涂導(dǎo)電金屬漿作為電極，包括：

在在柔性傳感材料層的兩側(cè)，滴加導(dǎo)電銀漿，刮涂平整后，將導(dǎo)線埋入銀漿內(nèi)部，置于干燥箱內(nèi)干燥固化，完成電極的制備。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的柔性微膠囊駐極體傳感器的制備方法，其特征在于，PDMS、固化劑和帶電荷微膠囊材料的質(zhì)量比為10：1：5。