[發(fā)明專利]一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110401380.X | 申請(qǐng)日： | 2021-04-14 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN113124745A | 公開（公告）日： | 2021-07-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 江誠(chéng)鳴;曹澤;宋金會(huì) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 大連理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01B7/16 | 分類號(hào)： | G01B7/16 |
| 代理公司： | 大連理工大學(xué)專利中心 21200 | 代理人： | 隋秀文;溫福雪 |
| 地址： | 116024 遼*** | 國(guó)省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 纖維 修復(fù) 柔性 應(yīng)變 傳感器 及其 制備 方法 | ||
1.一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器包括自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底、銀納米線網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電敏感層、導(dǎo)線和自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層；所述自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底通過本身的粘性將銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層粘貼在自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底上表面；所述導(dǎo)線位于銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層上表面，導(dǎo)線通過銀漿引出與銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層相連；所述自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層位于導(dǎo)線上方，通過自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層本身的粘性與導(dǎo)線相粘連，自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層將銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層和導(dǎo)線封裝在自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底上；
所述的自修復(fù)聚二甲基硅氧烷為PDMS聚合物PDMS-MDI-IPDI，其中，MDI是指4’-4亞甲基雙(苯基異氰酸酯)，IPDI是指異佛爾酮二異氰酸酯，所述4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)與異佛爾酮二異氰酸酯質(zhì)量比為1：2～3：4；
所述銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層2通過靜電紡絲法制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器，其特征在于，所述自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底厚度為0.5-1mm，所述銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層2中銀納米線直徑50-80nm，長(zhǎng)度60-80μm，厚度為1-2μm，所述聚二甲基硅氧烷封裝層厚度為0.5-1mm。
3.權(quán)利要求1或2所述的一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟(1)、通過高分子聚合物縮聚反應(yīng)制備自修復(fù)聚二甲基硅氧烷溶液；
步驟(2)、將步驟(1)中所制備的自修復(fù)聚二甲基硅氧烷溶液滴加到硅基底上，加熱至60-80℃溫度下2-4小時(shí)后固化，作為自修復(fù)聚二甲基硅氧烷基底；
步驟(3)、通過靜電紡絲法制備銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層；
步驟(4)、將步驟(3)中所制備的銀納米線纖維網(wǎng)導(dǎo)電敏感層轉(zhuǎn)移到步驟(2)中固化后的基底；
步驟(5)、在步驟(4)處理后的基底上涂抹導(dǎo)電銀漿并引出兩根導(dǎo)線作為電極；
步驟(6)、在步驟(5)處理后的硅基底上滴涂步驟(1)中所制備的粘稠狀溶液，加熱至60-80℃溫度下2-4小時(shí)后固化，作為自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層；
步驟(7)、在步驟(6)中的自修復(fù)聚二甲基硅氧烷封裝層固化后，從硅基底對(duì)其進(jìn)行機(jī)械剝離，得到基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器；
所述步驟(1)高分子聚合物為雙氨基封裝的聚二甲基硅氧烷、4，4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)和異佛爾酮二異氰酸酯；所述4’-亞甲基雙(苯基異氰酸酯)與異佛爾酮二異氰酸酯質(zhì)量比為1：2～3：4；
所述縮聚反應(yīng)的溶劑為氯仿溶液和無水甲醇溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器的制作方法，其特征在于，制備自修復(fù)聚二甲基硅氧烷溶液方法為：
將所述雙氨基封裝的聚二甲基硅氧烷置于氯仿溶液配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-15％的聚二甲基硅氧烷溶液，攪拌1-2小時(shí)，期間保持溫度為0-5℃；再將異佛爾酮二異氰酸酯和4’-4亞甲基雙(苯基異氰酸酯)按照1：2～3：4的質(zhì)量比配置成混合溶液，滴加到聚二甲基硅氧烷溶液中攪拌1-2小時(shí)；充分反應(yīng)后加入甲醇，去除多余異佛爾酮二異氰酸酯，靜置4-6小時(shí)直至產(chǎn)生白色沉淀；80℃以上蒸發(fā)去除氯仿，即可制得自修復(fù)聚二甲基硅氧烷粘稠狀溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種基于電紡纖維的自修復(fù)柔性應(yīng)變傳感器的制作方法，其特征在于，所述步驟(3)中：
靜電紡絲裝置包括噴絲裝置、高壓電源和接受裝置；
所述噴絲裝置所用高分子溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％-15％聚乙烯醇1788或聚乙烯醇1750水溶液、所述高壓電源采用10-15KV直流電源、所述接收裝置與噴絲裝置距離為10-15cm。
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