聚偏氟乙烯/FeCl3复合纤维膜柔性传感器的制备及其性能
2021-01-06张亦可
纺织学报 2020年12期
关键词:质量
张亦可,贾 凡,桂 澄,晋 蕊,李 戎
(东华大学 化学化工与生物工程学院,上海 201620)
随着智能纺织品的迅速发展,柔性可穿戴电子设备获得人们极大的重视。刚性传感器的应用已较为普遍,但由于这类传感器适应性及便携性差,机械特性与纺织结构的机械特性不兼容,因而,研究和发展柔性传感器成为研究者关注的新方向。柔性传感器基于延展性佳的柔性材料,能够进行任意卷曲或折叠,结构形式多种多样,可根据测量条件和使用环境进行相应的调整[1],易嵌入并装配到纺织材料中,并用于实际区域上的多向传感。柔性传感器种类繁多[2-4],其中,柔性压电式压力传感器是采用具有压电特性的柔性材料制备的一类传感器,根据压电效应来表征传感器性能[5]。聚偏氟乙烯(PVDF)及其纳米复合材料以其优异的压电性能[6],成为柔性压电传感器领域最具代表性的聚合物纳米材料。
PVDF的压电性能取决于β晶型结构的含量,提高β晶型的含量可有效提高PVDF的压电效应[7]。对于静电纺纳米纤维来说,改变纺丝工艺可在一定程度上增加β晶型的含量[8-9]。除此之外,加入添加剂也是改善纳米纤维压电性能的有效途径。无机盐是重要的一类添加剂,但并不是所有的无机盐都可提升压电性能。部分无机盐的添加会造成静电纺丝过程中PVDF的拉伸和极化不足,反而会使纳米纤维的结晶度和β相的比例降低。在溶液中以带有强偶极矩的非对称型极性分子状态形式存在的无机盐,如六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)、六水合三氯化铁(FeCl3·6H2O)等,才能对纳米纤维的压电性有较好的提升作用[10-11]。……
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