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液态金属超弹纤维应变传感器的制备及其性能研究

2021-07-14王玉婷刘宇清

现代丝绸科学与技术 2021年2期

杨 欣,王玉婷,刘宇清

(苏州大学纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215021)

近年来,随着人们生活水平的提高,人们对纺织品的要求不再停留在舒适、美观这些基础层面,而是对其功能性提出了越来越高的要求,智能纤维的概念越来越受到重视[1-2]。聚苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯(SEBS)是以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物,为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物,是一种热塑性弹性体,是制备超弹性纤维的理想材料[3]。液态金属是指熔点低于常温或者常温下为液态的金属,如汞(Hg)、镓(Ga)系合金等。镓系合金因其低熔点、低挥发性、高导电性、高导热性,已在柔性电子器件方面拥有不少应用[4-7]。“预制件-热拉伸”法是从光纤制造领域迁移到纺织领域的纤维制造新方法,具有独特的制备优势,尤其适用于多材料纤维的制备[8-11]。本文以SEBS和液态金属为材料,采用“预制件-热拉伸”法制备了液态金属超弹纤维应变传感器,并研究、探讨其各项性能。

1 材料与方法

1.1 实验材料

SEBS原料(分子量80~120 kDa)购自中国石化巴陵石化公司;液态金属(熔点为5 ℃的镓铟锡合金)购自佳纯金属有限公司。

1.2 实验仪器

纤维拉丝塔(定制),扫描电子显微镜(S-8100,日本日立公司),万能材料试验机(Instron5967,美国Instron公司),数字万用电表(DMM6500,Tektronix泰克科技有限公司),拉伸循环平台(自搭建)。

1.3 实验方法

1.3.1 纤维预制件的制备

本实验所采用的方法为模压法制备预制件,具体步骤如下。

第一步:将SEBS原料置于真空干燥箱中,在70 ℃的温度下,真空干燥20 h,去除原料中的水分,防止后续实验过程中产生过多气泡。……

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