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印染2025年第03期:IL/TPU纤维膜介电层的制备与压力传感性能

来源:期刊VIP网 时间:


作者:党新玉;段沐荣;吴蓓;孙润军;王秋实;

单位:西安工程大学功能性纺织材料及制品教育部重点实验室;塔里木大学现代纺织材料与技术兵团重点实验室;

摘要:为突破传统电容式压力传感器受压过程中电极间距和介电常数的变化范围限制,以离子液体(IL)和聚氨酯(TPU)共混纺丝制备了复合纳米纤维膜介电层,并与导电铜织物电极层组装得到电容式压力传感器。通过改变共混纺丝液中离子液体添加量,研究了复合纳米纤维膜结构和组成与压力传感性能之间的关系及相关机理。结果表明,离子液体添加量存在一个关键阈值,添加适量的离子液体能提升传感器面电容及灵敏度,过量则会导致介电层纤维膜结构劣化、初始电容值增大、相对电容变化率降低,阻碍灵敏度提升。当离子液体质量分数为30%时,传感器灵敏度最佳,在0~180 kPa范围内达到0.747 kPa~(-1),是无离子液体添加时的32倍,同时该传感器具有快速响应性(175 ms)和优异的循环稳定性(超过8 000次)。

关键词:电容式压力传感器;;离子液体;;聚氨酯;;共混纺丝

基金资助:西安工程大学2024年度研究生创新基金项目(chx2024004);; 现代纺织材料与技术兵团重点实验室开放资助课题(TDFZKF202401)