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。     

碳黑导电纤维的导电性能

为开发和拓展碳黑导电纤维的应用,利用体式显微镜和扫描电子显微镜对导电纤维的表面形态进行表征,测试了不同碳黑含量、不同线密度的导电纱线在标准环境下的电阻大小,并线性拟合了导电纱线电阻大小与测量长度的关系,对比分析了热定型温度和洗涤次数对纱线导电性能的影响。结果表明：碳黑导电成分在纤维表面,改善了锦纶纤维的力学性能;碳含量较高的纤维其导电性能优于碳含量较低的纤维,导电纱线电阻与它们的长度成正比,与截面成反比;锦纶导电纱的电阻值随着温度的升高而减小,纱线热处理温度不超过120 ℃;洗涤次数对锦纶导电纱线的导电性能影响小,纱线导电性能稳定。     

用于柔性织物电极的导电纱线耐久性研究

为了提高运动训练领域智能服装的使用寿命,针对镀银纱线耐久性差的问题,提出了一种石墨烯聚合物导电纱线代替其作为织物电极导电材料的方法.通过实验分别比较汗液和光照对导电纱线表面形态、强力和电学性能的影响.结果表明:镀银导电纱线在汗液处理时电阻增加很快、纱线均匀性变差;随着浸泡时间的增加纤维表面镀银层脱落面积逐渐增大,当镀银层表面有缺陷时,破坏过程会加速;光照也会增加镀银纱线的电阻,同时降低电阻均匀性;腈纶石墨烯纱线耐汗液性能比镀银导电纱线有明显的提高,且具有比较稳定的耐光照性能.腈纶石墨烯纱线更适合作为运动训练等场景下具有生理监测功能的织物电极材料.     

针织结构温度传感器用镀银纱线的性能

为了保证针织结构温度传感器的传感性能,文章运用FLUKE289数字万用表、V-2030T微电脑加热平台等设备测试了10种典型镀银纱线在伸直与模拟线圈弯曲状态下的电阻值,分析了光照氧化和水洗条件对纱线导电性能的影响,并得到了线密度、纱线状态、温度、光照氧化时间、水洗次数与电阻之间的关系。结果表明：10种镀银纱线的单位电阻在1.245～18.788Ω,温度-电阻关系拟合R²在0.894 25～0.990 40,具有良好的导电性和感温性,复丝越多的纱线电阻越小,线密度适中偏小的纱线感温性能更好;纱线的弯曲状态不会改变温度-电阻规律,但会略微降低其感温线性度和导电性;光照氧化和水洗都会导致纱线导电性能变差;综合分析可设计复丝数适中偏少、捻丝结构的镀银纱线制备针织结构温度传感器。     

集成柔性传感器无缝内衣原料与尺寸设计

研究集成柔性传感器无缝内衣的原料选择与最优尺寸设计,采用单因子控制变量以及正交试验法,选用不同地纱、面纱设计不同尺寸柔性传感器并测试其电阻大小。结果表明:以44 dtex裸氨为地纱,83 dtex涤纶色纱为扎口线,78 dtex锦纶色纱为面纱,78 dtex镀银导电纱线为添纱原料,设计柔性传感器尺寸为30个横列、40个纵行,使用适宜的编织参数,形成的无缝内衣具有优良的导电性和服用性能。     

纬编针织柔性传感器结构及其导电性能

为探讨纬编针织柔性传感器结构及其导电性能,通过将镀银纤维、不锈钢微丝、铜纤维、铜丝等5种导电纤维与粘胶及弹力锦纶/氨纶包芯纱在电脑横机上混织,用以制备纬编针织柔性传感器,并对所织柔性传感器进行不同纵行不同横列的导电性能测试。结果表明,所选导电纤维（金属丝）具有一定的可编织性;根据柔性传感器局部电阻实测数据,其规律与文献建立的电阻六角模型计算较为吻合,且同时适用于5种导电纤维试样,能更好的进行柔性传感器的理论分析;从而开发价格合理,性能优异的针织柔性传感器。     

弹性导电纱线纬编柔性传感器的性能

为了研究弹性导电纱线制备的柔性应变传感器的纵向拉伸电学性能,采用弹性导电纱线和涤纶纱线,经电脑横机织造了3种组织的传感器。通过重复拉伸试验,测试传感器在纵向拉伸下的电阻变化、灵敏度、线性度、重复性和滞后性,分析了弹性导电纱线对柔性应变传感器性能的影响。试验结果表明：相较于非弹性导电纱线织造的传感器,弹性导电纱线的电阻变化率、灵敏度、线性度、重复性提升,滞后性下降。     

柔性传感针织物用不锈钢纱线与镀银纱线的性能

针织物弹性佳、柔性好,适合用作监测传感器的基底材料,所用导电纱线应具有弯曲性好、易于编织以及电阻稳定的特性.对比分析了不锈钢混纺纱线和镀银纱线的电阻、拉伸性能与勾结性能.得出结论为:不锈钢混纺纱中不锈钢纤维比例低,纱线强度大,易于针织,但纱线电阻沿长度方向不稳定;不锈钢纤维比例高时,纱线电阻稳定,但拉伸强度与勾结强度小...     

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。     

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。     

羊毛导电混纺纱导电性能的研究

探讨影响羊毛导电混纺纱导电性能的因素。对不同类型的导电纤维进行优选,并测试分析了导电纤维的长度、含量及混纺纱线密度对羊毛导电纤维混纺纱导电性能的影响。指出:随着导电纤维长度的增长,纱线的体积比电阻呈下降趋势;导电纤维含量在1.5%～3.0%时较符合实际生产需要;随着纱线线密度的增大,纱线体积比电阻呈增大趋势。     

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。     

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。     

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。     

基于导电纤维针织物的柔性传感器研究

本文以4种镀银纱纬编针织物为试样,测试了其单向拉伸时的导电性能,考察了拉伸性能对其电阻的影响。研究结果表明,在小应变的情况下,电阻与其应变成线性关系;竖条纹双罗纹针织物的灵敏度最大,横条纹双罗纹针织物的次之,镀银纱纬平针织物的最小;纱线间接触电阻的变化是引起纬平针织物电阻变化的最关键因素;将双罗纹织物重复拉伸来模拟心跳信号,结果显示电阻能基本稳定在一个值上,可以满足传感器稳定性的要求。     

聚对苯二甲酸丙二醇酯/聚苯胺复合导电纱的电学与力学性能

针对原位聚合的纱线连续导电处理方法存在原料利用率低的问题,通过改进了制备工艺,制备了聚对苯二甲酸丙二醇酯 / 聚苯胺（PTT/ PANI）复合导电纱线,研究了氧化剂浓度对复合导电纱线导电性能以及力学性能的影响关系。结果表明：利用该法可以连续制备高电导率的PTT/ PANI复合导电纱线,随着氧化剂浓度的提高,PTT纱线表面聚苯胺电导率先增大后降低,但纱线电导率逐渐提高趋于稳定。在大拉伸条件下,纱线电阻随拉伸的增大而增大,并成指数关系。在小应变拉伸回复循环条件下,复合导电纱线的电阻变化较为复杂。复合导电纱线的断裂强力和断裂伸长率较处理前有所下降,初始模量有所增大。     

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。     

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。     

经编导电针织物的应变-电阻传感性能

为探讨经编导电织物的应变-电阻传感性能,将镀银锦纶与氨纶或涤纶在特里科经编机上采用两梳交织,制备了具有不同组织结构的4种经编导电织物,测试了4种织物在拉伸条件下的电阻变化,得到经编导电织物的电阻随应变的变化规律,分析了组织结构以及氨纶弹性对经编针织柔性导电织物的应变-电阻传感性能的影响。结果表明:所选镀银锦纶导电纤维具有良好的可编织性;非弹性经编导电织物的电阻随应变的增加呈现先减小,再趋于平稳,最后略有上升的趋势;非弹性经编导电织物随着镀银纱线延展线长度的增加,造成小应变下的灵敏度增加;弹性经编导电织物呈现出电阻随应变的增加先增加再减少最终趋于平稳的趋势。     

导电针织物结构设计及性能研究

以镀银纤维、涤纶不锈钢包芯纱和不锈钢导电纤维为原料,在LXC-252SCV型电脑横机上编织单面集圈、纬平针、半畦编织物和双罗纹针织物,测试纱线种类、密度、组织结构对针织物力学性能和导电性能的影响。结果表明,镀银纱线织物的拉伸强力和顶破强力最大,导电性能最好;镀银纱线织物中,双罗纹组织拉伸强力和顶破强力最大,单面集圈组织导电性能最好。