静电纺纤维膜应变传感器制备及性能研究

采用真空抽滤的方法制备一种柔性可拉伸纤维膜传感器,该传感器具有灵敏度高、稳定性好、拉伸性能好、透气等特点。该传感器以静电纺丝技术为基础,将聚氨酯(TPU)纤维膜作为传感器基底,通过真空抽滤的方法将多壁碳纳米管(MWCNTs)和银纳米线(AgNWs)加载在TPU纤维膜上。扫描电镜图像显示,多壁碳纳米管和银纳米线与TPU纤维形成致密的导电网络。而且MWCNTs-AgNWs-TPU可拉伸纤维膜传感器具有良好的导电性,在50%应变下灵敏度高达438 kPa~(-1),具有优良的耐久性(>1 000循环)和水蒸气透过率,这种性能保证了传感器可以作为一种可穿戴设备来监测人体各部位的运动。     

高应变石墨烯纱线的制备及其电化学性能

为了制备具有高应变和良好电化学性能的纯石墨烯纤维组成的纱线,通过加捻法将石墨烯纤维制备成特定扭曲结构的石墨烯纱线。结果表明：柔性扭曲石墨烯纱线表现出优异的机械性能以及出色的电性能,随着股数和捻度的增加,断裂伸长率达到11.3%,拉伸强度达到90 MPa,电导率达到53.8 S/cm。利用石墨烯纱线进一步开发出石墨烯纱线超级电容器,所得到的石墨烯纱线超级电容器具有高比电容(48.06 mF/cm²)和长循环寿命(10000次循环后电容值保持率为85%～90%)。这种简便、绿色的加捻策略为制备结构可控、高性能的石墨烯纱线作为宏观结构部件提供了一种新方法,有望在开发新型石墨烯基材料方面显示出广阔的应用前景。     

碳纳米管基柔性针织物应变传感器的制备及性能

以肝素钠为分散剂,碳纳米管为导电填料,制备肝素钠分散的碳纳米管墨水HS-CNT,通过紫外光谱、Zeta电位和拉曼光谱分析HS-CNT墨水的分散效果。以HS-CNT墨水为“染液”,利用传统浸轧染色工艺,在棉针织物表面沉积CNT作为应变传感层,组装后得到CNT基织物应变传感器。表征了CNT基织物的形貌和导电性能,并测试织物应变传感器的传感性能和生物相容性。结果表明,棉针织物在HS-CNT墨水中浸轧染色5次后,其纤维表面CNT基本达到饱和状态且分散均匀,织物的电阻为28.5 kΩ;该织物应变传感器在0～50%的应变条件下显示出良好的循环稳定性和回复性,且具有优异的生物相容性。     

液态金属超弹纤维应变传感器的制备及其性能研究

以聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)和液态金属为原料,用"预制件-热拉伸"基础方法,制备了一种液态金属超弹纤维应变传感器,并对其性能进行探索和表征.实验结果表明,该纤维传感器拥有超4 MPa的断裂应力和700％左右的断裂应变,在0％～250％应变范围内表现出极好的刺激响应灵敏度和信号输出稳定性,适用于制备柔性电子...     

功能化石墨烯的制备及石墨烯/聚氨酯复合材料的性能研究

以石墨为原料,通过Hummers法和金属Al粉化学还原后超声分散制备了还原氧化石墨烯(rGO),并以钛酸酯偶联剂311W和TiO_2为改性剂,制备了偶联剂改性还原氧化石墨烯(rTGO)和TiO_2包覆还原氧化石墨烯(Ti-rGO)。通过紫外-可见光谱、傅里叶红外光谱及扫描电镜进行了表征,并与聚氨酯共混制备了石墨烯/聚氨酯复合材料和涂层织物,研究了石墨烯种类及添加量对复合材料力学、导电、耐老化性能的影响。结果表明,石墨烯种类及质量分数对复合材料性能影响较大,改性后石墨烯的分散性与稳定性增强,团聚现象降低,石墨烯或功能化石墨烯与聚氨酯复合后,能大幅度提升复合材料的力学、导电及耐老化性能。     

石墨烯改性锦纶长丝制备及性能研究

探讨石墨烯改性锦纶长丝的功能性。以石墨烯为耐日晒老化功能材料,与水溶性聚氨酯共混得到功能性涂层助剂,再通过连续溶液浸渍涂层技术将其涂覆于锦纶长丝表面,制备出改性锦纶长丝,测试了改性锦纶长丝的表面形态、红外光谱和导电性。测试结果表明,功能助剂涂覆于锦纶长丝表面,在实验室紫外灯模拟辐照下,石墨烯改性锦纶长丝的强力损失率低于50%,而常规锦纶长丝的强力损失率高于85%;改性锦纶长丝电导率在1×10~(-4)S/m以上。认为石墨烯改善了锦纶耐日晒老化性能,且石墨烯改性锦纶具有良好的导电性能。     

石墨烯改性纤维医用压力袜的制备及性能研究

采用石墨烯改性锦纶长丝和氨纶弹性纱为原料,开发石墨烯改性纤维医用压力袜,详细介绍压力袜的原料选择、组织结构设计、织造工艺,并对其压力性能、抗菌性能、远红外性能进行测试。结果表明,石墨烯改性纤维医用压力袜的压力分布符合标准要求;对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率为99%,对大肠杆菌的抑菌率为98%,抗菌效果显著;远红外发射率为0.92,远红外辐照升温值为3.20℃,具有优异的低温远红外保健功能,该压力袜可代替传统压力袜用于静脉曲张的辅助治疗和保健预防。     

石墨烯改性黏胶长丝的制备及性能研究

制备不同石墨烯含量的石墨烯改性黏胶长丝,并测试对比其形态结构及性能。详细介绍原料选择、纤维成形工艺、石墨烯选择、共混纺丝液性能测试、石墨烯改性黏胶长丝制备工艺及在针织方面的应用。结果表明:由机械剥离法制备的石墨烯与黏胶纺丝液共混后共混纺丝液的熟成度及黏度变化趋势与常规黏胶纺丝液接近;不同片径的石墨烯对黏胶纺丝液的过滤性能有影响,选用片径≤0.3μm的石墨烯可满足纺丝需求;石墨烯改性黏胶长丝具有良好的抗菌性能,对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抑菌率均超过国家标准要求。     

生物质石墨烯聚乳酸纤维的制备及性能研究

将生物质石墨烯聚乳酸母粒与聚乳酸切片混合纺丝,制备生物质石墨烯含量不同的改性聚乳酸纤维,详细介绍原料选择及所用设备、生物质石墨烯聚乳酸母粒的制备、改性聚乳酸纤维的制备流程以及生产工艺参数,并测试纤维的力学性能、抗菌性能和远红外性能。结果表明,生物质石墨烯聚乳酸纤维具有优良的抗菌性和远红外功能,可应用于远红外保健内衣、抗菌面料等纺织品领域。     

氧化亚铜/石墨烯纳米复合材料的制备及性能研究

采用水热法制备氧化亚铜/石墨烯(Cu2O/G)复合材料,以其作为电极片负极组装模拟电池,采用X-射线衍射仪(XRD)及电子扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对Cu2O/G复合材料进行了结构和形貌表征.结果表明:制备的Cu2O为立方晶型,而Cu2O与石墨烯复合后仍然保持了原来的晶体结构.Cu2O晶体随着制备条件的变化,晶体形貌发生变化,从球状逐渐变化为立方体状,尺寸逐渐变大;Cu2O/G复合材料中Cu2O呈球状生长在石墨烯表面,分布比较均匀.充放电性能测试表明Cu2O/G复合材料的充放电性能优于Cu2O.     

氧化石墨烯增强海藻纤维的制备及性能研究

通过湿法纺丝制备具有二级增强结构的钙离子交联海藻酸钠（Alg）、氧化石墨烯（GO）复合纤维。研究过程中通过SEM、FTIR、XRD,表征GO-Alg复合纤维的微观形貌、化学结构以及结晶特性。力学测试结果显示,得益于GO在Alg基体中的均匀分布和钙离子与GO-Alg的双交联网络作用,复合纤维获得显著增强增韧效果。随着GO的添加量达到15%,复合纤维的断裂强度和断裂能较未添加GO的纤维分别提高（184±16）%和（252±28）%。同时,GO-Alg复合纤维在吸湿和阻燃性能方面具有显著提升,其吸水率和极限氧指数分别由纯海藻酸钠纤维的94%和33提高到160%和37。本研究以期为GO-Alg复合纤维的实际应用提供数据基础和理论参考。     

微量氧化石墨烯改性聚酯的制备及性能研究

为探究微量氧化石墨烯在PET合成过程中的作用以及对GO/PET改性聚酯结构的影响,以PTA、EG为单体,微量GO为改性剂,采用原位聚合直接酯化法合成GO/PET改性聚酯.通过特性黏度、端羧基含量、DSC、TG以及红外光谱分析,结果表明:微量GO的加入提高了PET的特性黏度和黏均分子量,特性黏度范围在0.68～0.73d...     

纺织结构压力及应变传感器性能优化

总结了几种纺织结构压力及应变传感器性能优化设计的方法。在影响传感器性能的参数中,灵敏度和变形能力是研究者设计这两类传感器时优先考虑的参数。通过提高初始电阻、改变电流传输途径以及调控表面微结构的方法提高压力传感器的灵敏度。通过裂纹多级扩展结构、复合网络结构以及在纱线表面构筑褶皱或缠绕结构等方法提高应变传感器的变形能力。这些方法为设计性能更加突出的纺织结构压力及应变传感器提供思路。     

石墨烯导电弹性织物的制备及性能

采用传统浸轧染色工艺,以氧化石墨烯(GO)分散液为"染"液,在棉/氨纶织物表面沉积一层致密均匀的氧化石墨烯纳米片薄膜,利用聚多巴胺原位还原氧化石墨烯,制备负载导电性良好的还原氧化石墨烯的棉/氨纶导电弹力针织物,并将其组装成多层织物压力传感器。通过扫描电镜、拉曼光谱仪(Raman)和X射线光电子能谱仪(XPS)表征了织物表面涂层的形貌和化学结构,证实GO被PDA成功还原为rGO;分析织物压力传感器的响应机制,并测试其灵敏度、响应时间和循环稳定性,发现该器件具有高灵敏度(在2 kPa以下可达16.10 kPa~(-1))、快速响应性和良好的循环稳定性,并可监测肢体运动和微小信号等。     

基于静电纺丝的柔性各向异性应变传感器的制备及其性能

为实现特定方向应变的检测,拓展柔性应变传感器的适用范围,利用磁场辅助静电纺丝技术制备平行排布的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维薄膜,并组装成各向异性柔性压电传感器。探究了纺丝参数对纤维薄膜形貌的影响,借助拉曼光谱仪对其化学结构进行表征;对传感器的应变响应性进行测试,并验证其应用于输尿管蠕动检测的可行性。结果表明:纺丝电压为11.5 kV,纺丝距离为13 cm,推注速率为5 mL/h条件下制备的PVDF纳米纤维具有均一的形貌和取向性,且纳米纤维膜为β晶型结构;柔性各向异性应变传感器对于沿PVDF纳米纤维垂直方向的应变,能够产生显著的电压响应信号,而对沿PVDF纳米纤维平行方向的应变不敏感,显示出良好的各向异性应变检测能力。     

嵌入银纳米线的织物型应变传感器的制备与性能

利用共轭静电纺丝技术一步制得嵌入银纳米线(AgNWs)的可拉伸纳米纤维包芯纱。将两根包芯纱十字交叉放置,在接触点处构建形成织物型应变传感器。结果表明：可拉伸的同轴包芯纱结构和嵌入AgNWs导电网络的弹性多孔纳米纤维传感结构使制备的织物型传感器具有高应变灵敏度,灵敏度系数为34.5～934.0,具有较大的应变传感范围(130%)和良好的循环稳定性,并可贴附在人体关节处用于运动监测。     

生物质石墨烯改性聚酯超短纤制备及性能研究

采用生物质石墨烯和聚酯切片通过聚合物熔融共混纺丝方法制备0.1 tex(0.9 D)、9 mm的生物质石墨烯改性聚酯超短纤。并测试纤维的拉曼光谱、偏光性能、力学性能、抗菌性能、远红外性能。结果表明:改性后的聚酯超短纤中含有石墨烯成分;改性后的聚酯超短纤具有良好的力学性能,以及良好的抗菌效果及远红外性能,纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌率均大于98.00%,远红外辐射升温值达到2.2℃,远红外法向发射率为0.88。     

石墨烯与再生纤维素复合纤维制备及性能研究

介绍功能性石墨烯与再生纤维素复合纤维的制备工艺,并对该纤维的形态结构及功能特点进行分析。结果表明:石墨烯与再生纤维素复合纤维的形态与普通纤维素纤维形态类似,石墨烯在纤维中均匀分散;当石墨烯含量达到3%以上时,石墨烯与再生纤维素复合纤维可达到相关国家标准中要求的防紫外线指标;石墨烯与再生纤维素复合纤维比普通纤维素纤维具有更好的热稳定性能。同时指出,功能性石墨烯与再生纤维素复合纤维具有良好的可纺性,既可纯纺,也可混纺交织,适合纺制各类梭织、针织纱,具有广阔的市场前景。