涤纶导电针织物的制备及应变-电阻传感性能

采用原位聚合法制备导电涤纶/聚苯胺复合针织物,探讨了原位聚合制备工艺对织物导电性能的影响,并研究了导电针织物的应变-电阻传感性能。研究表明,氧化剂质量浓度、掺杂酸浓度及反应时间均对涤纶/聚苯胺复合针织物的导电性能产生影响。在优化条件下:过硫酸铵30 g/L,盐酸0.7 mol/L和反应时间为90 min,制得的导电针织物电阻值最小,为500Ω/cm。涤纶/聚苯胺复合针织物的横向不具备应变-电阻传感性能,而纵向在重复性、线性度及敏感性上表现出较好的应变-电阻传感性能。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

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。     

PTT/W/PANI导电纱的制备及其抗静电性能

以PTT(聚对苯二甲酸1,3丙二醇酯)/W(毛)混纺纱为原料,基于原位聚合法制备了PTT/W/聚苯胺(PANI,Polyaniline)复合导电纱线;探讨了反应液浓度对复合导电纱电导率的影响,研究了PTT/W/PANI复合导电纱的表面形貌、化学结构及力学性能;以复合导电纱制备了数种针织物,测试其抗静电性能。结果表明:制备的复合导电纱具有优良的导电性能,纱线电导率可达10-2S/cm;制成的织物具有优良的抗静电性能,静电半衰期从PTT/毛织物的60 s以上,下降到0.5 s以下。     

聚苯胺/锦纶/氨纶复合导电织物的制备工艺

为制备导电性能良好的导电织物,开发出柔软性智能纺织品,详细介绍制备导电织物的原料、设备、方法及织物导电性能测试方法.以锦纶/氨纶经平绒针织物为基体材料,聚苯胺为导电材料,采用现场吸附聚合沉积法制备导电性良好的聚苯胺复合导电织物.通过单因素试验分析法研究盐酸浓度、过硫酸铵浓度、反应时间、反应温度等工艺条件对导电织物聚苯胺...     

Study on property of PANI/PET composite conductive fabric

Polyester (PET) fabric was treated with alkali and low-temperature plasma. After that, polyaniline (PANI)/PET composite conductive fabric was prepared through in situ polymerization using aniline as monomer. The structural properties, conductivity, mechanical properties, and wash fastness of PANI/PET composite conductive fabric were studied and characterized. The results showed that the optimal polymerization conditions: the molar ratio of ammonium persulfate and aniline is 1:1 and the concentration of sulfuric acid is 1?mol/L. Under optimum conditions, the surface resistivity of PANI/PET composite conductive fabric was about 170?Ω. PANI particles enter into the fiber and the crystallinity of PANI/PET composite conductive fabric declines and amorphous region of PANI/PET composite conductive fabric increases. The breaking strength and breaking elongation of PANI/PET composite conductive fabric decrease compared with PET fabric. After being washed five times, the surface resistivity of PANI/PET composite conductive fabric is stable at 1450?Ω.     

导电涤纶纱连续制备工艺与性能

为提高涤纶的导电性能,以涤纶长丝纱为基材,采用基于苯胺原位聚合的连续导电方法,制备涤纶/聚苯胺（PET/PANI）复合导电纱。探讨了导电处理工艺氧化剂浓度、处理掺杂酸和苯胺的浓度及处理速度对导电纱导电性能的影响,并测定与分析了纤维的表面形貌、化学结构、热学性能及力学性能。结果表明：经导电处理后,ＰＥＴ纱线表面及内部包覆并填充了导电态PANI;反应液浓度及处理速度对PET/PANI复合导电纱的电导率有较大影响,制得的导电纱电导率最高可达1.5 S/cm以上;PANI的存在降低了PET的热稳定性;相比PET纱,PET/PANI复合导电纱的断裂强度和断裂伸长率有小幅增长,但初始模量却有较大的下降。     

嵌入机织物的碳纳米管纱线应变传感性能

为研究以碳纳米管（CNT）为传感元件的智能织物的传感性能,采用嵌入方式将碳纳米管纱线与机织物结合,测试碳纳米管纱线的电阻变化率与机织物的应变关系。结果表明：实验所用的CNT 纱线的传感系数为1.02,采用5%的聚乙烯醇（PVA）溶液对其进行复合后的CNT/PVA纱线其传感系数提高到了1.43;将CNT 纱线与CNT/PVA 纱线分别沿经向和纬向嵌入平纹织物,均沿经向施加3%的应变,CNT/PVA 纱线传感系数经向为0.67,纬向为0.27,CNT 纱线传感系数经向为0.33,纬向为0.1１。改变CNT/PVA 纱线嵌入平纹的经浮长,浮长越长时织物的传感系数越高,连续6 个经浮长对应的传感系数最高为0.81;改变CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹的长度,在一定范围内,嵌入的纱线长度越长织物的传感系数越高,将3cm 的CNT/PVA 纱线经向嵌入平纹织物经向拉伸7%时对应的传感系数约为1.07。     

Textile electrodes of jacquard woven fabrics for biosignal measurement

In the last few years, textile electrodes have become an interesting topic for physiological monitoring, steadily developing to be applied in innovative wearable sensing systems. The structure of textile electrodes can be fabricated by weaving, knitting, or embroidering conductive yarn and is now commercially available. The upgraded textile electrode is used in biosignal sensing and was designed in the form of a jacquard woven structure to measure the ECG. In the case of knit fabric, which has piezo‐resistive properties, the textile electrodes were developed by using the fabric’s flexible strain gauges in a bio‐monitoring system. However, the piezo‐resistive sensing fabrics have some shortcomings such as low dynamic range, poor repeatability, and performance deterioration after washing or repeated folding. Woven fabric, which is cloth woven in the warp and weft directions, has less strain properties and can be constructed more uniformly than knit fabric. Therefore, due to their more consistent woven structure, jacquard woven fabrics made with conductive yarn can be manufactured evenly on a large scale and consistently maintain their properties. The woven structure of jacquard electrodes consists of a double‐faced weave and is woven with a silver covering yarn in the weft direction. The proposed textile electrodes were composed of two groups made up of warps with either the unremoved 100% warps or the half‐removed 50% warps of jacquard woven electrodes that were convex or flat and were either with or without conductive paste. The ECG measurements for the textile electrodes were repeated three times in resting conditions. The convex jacquard electrodes of the half‐removed 50% warps with the conductive paste resulted in the most significant SNR improvement (33.67 dB). The purpose of this paper was to investigate a method to design jacquard woven electrodes uniformly on a large scale and to apply it feasibly to ECG measurement.     

聚苯胺/壳聚糖/羊毛复合织物导电性能及苯胺吸附分子模拟

为提高聚苯胺/ 羊毛复合织物的导电性能,采用原位聚合法利用醋酸和盐酸共掺杂一步合成聚苯胺/ 壳聚糖(PANI/ CTS) / 羊毛复合导电织物。借助场发射扫描电镜、X 射线光电子能谱仪和四探针测试仪对复合织物的结构和导电性能进行分析,研究了CTS 用量对复合织物导电性能的影响。采用分子模拟方法模拟苯胺吸附的微观运动,进一步研究了CTS 增强PANI/ 羊毛复合织物导电性能的微观机制。结果表明：当CTS 用量为2. 05% (o. w. f)时,PANI/ CTS/ 羊毛复合导电织物的电导率达到11. 32 S/ cm;羊毛角蛋白分子表面非均匀电场分布导致苯胺非均匀吸附,而CTS 氨基质子化有助于弱电场区域的苯胺吸附,使得苯胺整体吸附量更多,均匀度更好,聚合形成更加均匀、致密的PANI 层,提高了复合织物的导电性能。     

聚乙烯醇对芳纶复合纱聚苯胺导电层耐久性影响

为提高聚苯胺导电层与基材之间的黏结牢度,以聚乙烯醇为共混高聚物,通过连续原位聚合法在对位芳纶纱线表面形成聚乙烯醇/聚苯胺导电层,制备得到芳纶/聚苯胺/聚乙烯醇复合导电纱。分析了导电纱的结构与性能,并研究了聚乙烯醇对聚苯胺导电层耐水洗和耐磨性的影响。结果表明:适量添加聚乙烯醇有助于提高导电纱导电层的结构规整性及电导率,随着聚乙烯醇质量分数的提高,导电纱的电导率呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇占苯胺的质量分数为4.30%时,制得的复合导电纱线的电导率最高,达到(1.120±0.198) S/cm;聚乙烯醇的添加和质量分数的提高,有助于聚苯胺导电层耐水洗性及在较小外力作用下的耐磨性的提高。     

聚苯胺复合导电织物的研究进展

聚苯胺复合导电织物是一种环境稳定性较好的导电材料.通过研究导电织物的用途与电学性能要求之间的基本关系,认为聚苯胺复合导电织物可用于抗静电、抗电磁屏蔽;从制备导电织物所用导电材料的选择上对各导电材料的优缺点进行分析,突出了聚苯胺导电材料的选择优势;聚苯胺导电材料已发展成为一种可替代金属的新型导电材料.通过分析聚苯胺复合导...