经编导电织物弹性对传感性能的影响

为探讨经编导电织物弹性与传感性能的关系,将镀银基锦纶纱线作为导电纱线分别与氨纶包覆纱线和氨纶裸丝在特里科经编机上交织,制备了具有不同弹性的3种经编导电织物。测试了3种织物在一定拉伸范围内的应力大小与电阻变化,并根据实验数据计算出弹性性能和静态评价指标,得出弹性与传感性能的关系。结果表明:弹性导电织物的电阻随应变呈线性变化,原料越粗则电阻变化的速度越快;弹性模量随着织物弹力的增大而减小,弹性伸长与织物弹力的大小成正相关;在中小应变范围内,弹性模量越低、弹性伸长越大的导电织物传感性能越优。     

针织间隔导电织物的压力电阻传感性能

为了研究针织间隔导电织物的压阻传感性能,将镀银锦纶与锦纶/氨纶包覆纱在无缝成型内衣机上进行编织,制备了3种纬编导电织物,将其与经编间隔织物结合,测试并得到了电阻随应变的变化规律,分析了导电区域面积及压缩方式对电阻-应变传感性能的影响。结果显示:压缩面呈平面时,压缩过程分为电阻随应变的增加先缓慢减小、再急速下降两个阶段;曲面压缩时,压缩过程分为电阻微弱减小、缓慢上升、急剧下降三个阶段,其中曲面压缩阶段Ⅲ和平面压缩阶段Ⅱ均具有较好的线性度和灵敏度,且前者灵敏度优于后者;当传感面积为35 mm×35 mm,且从织物横列方向进行曲面压缩电阻的测量时,传感器的综合传感性能最佳。     

氨纶纬编导电针织物纵向电力学性能

为探讨氨纶纬编导电织物在纵向拉伸时的电力学性能,采用锦纶/氨纶包芯纱和镀银导电纱线,经提花针织圆机编织了横列数为160,纵行数分别为24、48和74的3种不同组织结构的弹性纬编导电织物,并测试了该导电织物在拉伸状态下的电阻变化,分析其组织结构与纵行数对纬编导电织物电力学性能的影响。结果表明:在沿线圈纵行方向拉伸情况下,纬编导电织物呈现的电力学性能与经编导电织物相似,且横列数相同时,纵行数越少的导电织物灵敏度越好;横列数与纵行数相同时,纬平针织物的灵敏度最好,1+1罗纹织物次之,2+1罗纹织物最差。     

组织结构和密度对导电针织物传感性能的影响

为提高导电针织物的传感性能,以涤纶/石墨烯导电复合纱线为导电材料,选择纬平针和1+1罗纹2种织物结构,分别采用3种密度,在电脑横机上编织了6种导电针织物。通过重复拉伸实验,测得织物的电阻—应变关系,分析了组织结构和密度对织物传感性能的影响。结果表明：纬平针织物的电阻随应变的增加先增大后减小,并在5%～25%的应变范围内近似呈线性关系;罗纹织物的电阻随应变先快速增大后趋于稳定,在3%～24%的应变范围内近似呈指数增长关系;罗纹织物的灵敏度、稳定性优于纬平针织物。导电针织物的灵敏度随着密度的增大而增大;但密度过大或过小会降低织物的稳定性;纬平针的重复性随着密度的减小而增大,罗纹的重复性随着密度的减小而减小。     

镀银锦纶导电针织物传感性能研究与应用

选用镀银锦纶纱线为导电针织物原料，以4股、5股、6股合股织造纬平针、1+1罗纹、2+2罗纹共9组织物，测试9组织物电学性能及传感性能（灵敏度、线性度、重复性），并分析组织结构和纱线合股根数对织物传感性能影响。结果表明，4股纬平针组织针织物在导电性能和传感性能上表现优异，同时其在人体肘关节的实际应用结果表明，该织物可作为柔性应变传感器对人体肘关节康复训练活动进行有效监测。     

聚苯胺涂层经编织物的应变传感性能及其在呼吸监测中的应用

为制备呼吸监测智能服装用针织结构柔性传感器,首先通过等离子体对双经平结构的涤纶经编织物进行预处理,然后利用原位聚合法进行导电处理,分析了导电经编织物的微观结构与导电性能、应变-电阻传感性能,并探讨了其在呼吸监测智能内衣中的应用。结果表明：原位聚合法导电处理可赋予涤纶经编织物良好的导电性能,织物的电阻率较未处理时降低了约11个数量级;导电经编织物具有良好的应变-电阻传感性能,往复拉伸后电阻变化保持稳定,在6%和10%的应变条件下,其敏感因子分别为6和4左右;导电经编织物传感器具备良好的人体呼吸监测能力,不仅能记录呼吸的发生,还可监测呼吸的频率及强度。     

圆形纬编针织物电极导电性能及电阻理论模型构建

为从理论上指导基于纬编针织物电极智能腿套的设计,建立电阻模块理论模型,选用2种导电材料、3种组织结构和4种电极尺寸制作了24种腿套试样,测试其热定形前后腿套电极部位的导电性能,探讨不同因素对织物电极等效电阻的影响,同时建立织物电极等效电阻线性拟合模型。结果表明:不同因素对织物电极导电性能均有显著影响,且原料对导电性能影响最显著;镀银纱织物热稳定性较好,对于需热定形处理的导电织物可选用镀银锦纶纱为原料;建立的电阻模块理论模型可用于定量分析和预测织物电极的等效电阻。     

不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱的弹性与电学性能

为开发兼具弹性和导电性能的电磁功能纱线,以氨纶为芯丝、外包不锈钢短纤维/棉混纺纱,研制系列弹性不锈钢短纤维/棉包覆氨纶纱。在Instron 5566万能试验机上,结合万用表,获得弹性纱线的应力-应变、应变-电阻以及定伸长弹性回复曲线,研究纱线在不同拉伸状态下的电学性能。结果表明:不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线,存在氨纶芯丝的断裂现象,将不锈钢短纤维/棉包覆氨纶芯丝的纱线直接与氨纶丝或氨纶/棉包芯纱直接并合的方式,赋予纱线弹性;随着不锈钢短纤维含量的增加,弹性纱线的弹性伸长和回复性能都降低,塑性变形增加;随着弹性纱线应变的增加,其电阻先增加后降低。     

超高分子量聚乙烯/聚苯胺导电针织物的应变传感性能

为制备超高分子量聚乙烯/聚苯胺复合导电纱线,以超高分子量聚乙烯（Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE）长丝纱为基材,对其进行常压等离子体预处理后采用基于原位聚合的纱线连续导电处理方法制备了超高分子量聚乙烯/聚苯胺（UHMWPE/PANI）复合导电纱线。利用制得的复合导电纱线制备了圆筒状纬平针织物作为应变传感器,进行了传感织物的应变-电阻传感性能研究。研究结果表明：导电针织物表现出明显的应变-电阻传感性能,其电阻随应变的增大先增大,至一定值后随着应变的增大而减小。传感织物具有较高的敏感度,在应变小于20%时,其传感因子可达30以上。多次拉伸时,传感织物的传感重复性逐渐提高,拉伸3次以后,传感织物表现出良好的传感重复性。     

线圈转移对导电弹性针织柔性传感器的电-力学性能影响

为了理论指导弹性纬平针织物柔性传感器的设计,本文基于针织物的线圈结构对导电镀银纱弹性针织物的电-机械性能建立了电阻六角模型,并研究了电阻和导电针织物张力的关系,通过求解导电针织物电路方程组得到其等效电阻。研究结果表明：导电针织物电路是综合串联和并联的复杂电路网;沿纵行方向,它是一个并联电路;沿横列方向,它是一个串联电路。为了简化计算过程,只需要计算m横列╳1纵列线圈的等效电阻。从理论分析和实验研究可得,线圈纱段转移引起了导电弹性针织柔性传感器的电阻变化,并且是引起传感器灵敏度的关键因素;针织物的电阻随应变的增加而线性增加。此外,接触电阻、织物结构和纱线伸长也影响针织物传感器的性能。     

针织物柔性传感器的传感性能探讨

以镀银锦纶导电纱线作为面纱的添纱组织,制备了针织物柔性传感器试样。采用定伸长拉伸及储存式万用电表同步记录试样的电阻变化。研究了传感器的电阻与应变的关系及反复拉伸电阻的重复性。试验结果表明对于传感区域来说,在横列数相同的情况下,电阻随纵行数的增加而线性增加;在纵行数相同的情况下,电阻随横列数的减少而线性增加,电阻与应变的拟合曲线斜率也具有同样的规律。针织物柔性传感器的线性度、灵敏度和重复性能够满足作为传感器的要求。     

柔性应变传感针织物的研究进展

针织物具有良好的延伸性和弹性,适于制备柔性应变传感器。对近几年国内外电阻式柔性应变传感针织物的研究进行综述,总结针织物柔性传感器的制备材料和方法,包括基于导电金属材料、基于导电高聚物、基于纳米碳材料的传感针织物,并研究分析组织结构对织物传感性能的影响。该研究为应变传感针织物的材料选择和结构设计提供参考。     

基于聚多巴胺修饰的聚吡咯导电织物制备与应变传感性能

为改善聚吡咯(PPy)导电层与织物基底的结合牢度,提高应变传感器的稳定性,以聚多巴胺为粘合剂,采用原位聚合法制备聚吡咯/聚多巴胺(PPy/PDA)导电涤纶/氨纶织物,探究PPy/PDA导电涤纶/氨纶织物的导电性能和应变传感性能。用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱分析其表面形貌与结构,采用实验室自制的KTC传感器测试盒,测试其灵敏度和稳定性。结果表明,与PPy导电涤纶/氨纶织物相比,PPy/PDA导电涤纶/氨纶织物表面导电层更均匀,导电填料与基底的结合牢度更高,制得的传感元件灵敏度高,在500次重复应变后的稳定性更好,可应用于人体运动检测和康复训练等领域。     

经编氨纶弹性织物的生产和展望

经编氨纶弹性织物已成为我国目前针织经编业发展的一个热点。此类织物柔滑、轻盈、色泽鲜艳。由于具有优良的延伸性和回复弹性,所制成的运动衣、游泳衣、妇女紧身衣、连袜裤、胸衣、胸罩等穿着舒适美观,运动方便自如,无压迫感,始终贴身,能体现形体美。因此在国内外市场深受用户欢迎。相应的设备、工艺和品种也有了迅速发展。 早期的经编氨纶织物主要是2梳栉的氨纶-锦纶交织的细薄平素织物。通常在E28、E30、E32细针距脱里考高速经编机上编织,然后再匹染或印花。也有一部分是用3梳或4梳的脱里     

手臂监测传感器的设计与验证

文章将人体手臂分为3个区域测试不同角度下每个区域的伸长率,确定了手臂皮肤伸长变化规律最显著的区域为II,理想状态下假设服装伸长与皮肤伸长同步,所以选择在第II区域即肘关节处设计传感器。制备了6种不同组织结构,不同横列数和相同纵行数的导电织物,测试了6种织物在纵向拉伸条件下的电阻变化,得到了导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构和横列数不同对导电织物应变-电阻传感性能的影响,结果表明:导电织物选择采用横列数250纵行数80的2+2假罗纹结构,其线性拟合度和灵敏度最好。通过手臂弯曲实验验证了该针织柔性传感器及其测试系统的可行性。     

涂碳纤维导电针织物的结构设计及其传感性能

为开发传感性能稳定且能满足人体穿着舒适性的织物型传感器,选择柔性涂碳导电复合丝,采用纬平和1+1罗纹针织结构制造了织物传感器的雏形。通过对导电针织物样本的反复拉伸,寻找织物电阻的变化与织物拉伸形变之间的关系,并分析导电针织物的导电和传感性能。结果表明:在拉伸力作用下,随着伸长率的增加,涂碳纤维导电针织物的电阻逐渐减小,电阻变化近似于开口向上的抛物线左侧曲线;4种导电针织物中,灵敏度最高为1.52,纬平结构针织物的灵敏度高于1+1罗纹织物,并股纱线针织物比加捻纱线针织物灵敏度高;1+1罗纹组织织物的稳定性与应力松弛特性优于纬平组织织物。     

洗涤及热定型对柔性传感器导电性能的影响

采用5种不同的导电纤维试织出10种针织柔性传感器试样。对试样进行洗涤及热定型处理,分析不同的洗涤次数及热定型温度对纬编导电针织物等效电阻的影响。结果表明:随着洗涤次数的增加,镀银导电织物横向尺寸先变小后纵向尺寸变小,织物电阻先减小后略微增大趋于平稳;同为单丝的不锈钢丝与铜丝,电阻增大。选择镀银纤维作为柔性传感器的后整理工艺中,可以采用100℃或120℃的定型温度以期达到较合理稳定的电阻值。各试样在40横列×40纵行的等效电阻随洗涤次数的变化幅度极小,随着热定型温度的升高电阻变化率小,可见所织柔性传感器较耐洗涤,同时热稳定性较好。     

柔性可穿戴氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料的应变传感性能

为制备得到电导率高且稳定性好的应变传感器,采用原位聚合法制备了氨纶/聚苯胺复合导电纤维并分析了其结构与性能;以复合导电纤维和水溶性聚氨酯为原料,制备了氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料,研究了其在不同拉伸状态下的应变传感性能。结果表明:氨纶纤维表面形成一层致密的聚苯胺导电层,其电导率达到0.626 S/cm;氨纶/聚苯胺复合导电纤维的往复拉伸可造成纤维表面聚苯胺导电层的破坏,影响其应变传感性能的重复性;聚氨酯的保护提高了氨纶/聚苯胺/聚氨酯复合材料应变传感性能的重复性,在100%应变条件下,经10次拉伸和拉伸-回复后,复合材料的电阻值与初始值的比值较氨纶/聚苯胺复合导电纤维分别下降约66.7%和50.0%。     

仿生鳞片针织结构自供能传感织物的制备及其性能

为研究仿生鳞片针织结构自供能传感织物结构对其性能的影响,利用针织成形工艺将锦纶纱线、聚四氟乙烯纱线及镀银锦纶纱线设计并制备三维仿生鳞片针织结构,形成基于仿生鳞片针织结构的自供能传感织物,并对其性能进行研究。结果表明：该仿生鳞片针织结构自供能传感织物可大规模织造,其电学输出性能受鳞片与间隔部分接触面积的影响,可通过调节纵向间隔来调控其电学性能;织物的各向异性与鳞片的纵向间隔及排列方式有关,小纵向间隔、叠瓦状排列方式下的应变强化特征明显,可提供较强的支撑性;该自供能传感织物保持织物内在舒适性的同时,兼具智能性与功能性,满足柔性与防护性需求。     

嵌织式涤纶抗静电织物设计与性能分析

采用导电炭黑锦纶复合长丝嵌织法制备成涤纶抗静电织物。研究导电丝含量、组织结构、导电复合丝类型及嵌入方式对织物抗静电性能的影响规律。结果表明:随着导电丝含量增大,织物的抗静电性能迅速提高,然后趋于平稳;缎纹织物较平纹、斜纹织物拥有更好的抗静电性能;DTY型导电复合丝织物较FDY型导电复合丝织物的抗静电性好;导电复合丝经纬向双向嵌入较经向单向嵌入的织物抗静电性更好。