基于MIL-88A的柔性湿敏纤维制备及其性能表征

为了克服传统电子湿敏传感器易脆的缺点,制备了一种柔性湿敏纤维并对其性能进行表征。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)柔性纤维为基底,将MIL-88A作为湿敏材料负载在PDMS纤维表面制得该纤维;探究了MIL-88A在吸湿/脱湿过程中给纤维带来的形状变化,并且使用饱和盐溶液模拟相对湿度的测试来进一步观察纤维变形;结合形貌表征和结构分析研究湿敏纤维形状变化的机理。结果表明:PDMS纤维表面已成功负载MIL-88A晶体;湿敏纤维的形状能够在升高湿度过程逐渐舒展、在降低湿度过程逐渐收缩,并且在以饱和盐溶液模拟相对湿度时也有相似的形状变化,表明其具有良好的形状记忆性和可重复性;拉伸应力-应变曲线和热重分析曲线分别表明,该纤维具备一定的机械性能和热稳定性。结果表明此柔性湿敏纤维可以用于对环境湿度的定性表征。

表层静电植入与贴伏石墨烯的湿敏聚氨酯纤维制备及其性能

为制备性能优良、环保且适合编织的湿敏纤维,采用表层静电植入法,在静电场中将石墨烯快速植入熔融状态的聚氨酯纤维表层,经快速辊压贴伏制备出类羊毛鳞片状、湿度敏感的聚氨酯湿敏纤维。通过对纤维的制备工艺进行优化,同时对纤维的结构和性能进行分析。结果表明:聚氨酯湿敏纤维的最佳制备工艺为电极板接收距离为15 cm,电压为45 kV,温度为50℃,植入时间为15 s;当石墨烯质量分数为4.1%时,湿敏纤维的电导率为7.0 S/m,断裂强度为94.9 MPa,断裂伸长率91.5%;该湿敏纤维具有良好的湿度敏感稳定性,在高湿环境下具有良好的电阻敏感性,在低湿下具有更短的响应时间(16 s)和恢复时间(26 s);该湿敏纤维在腐蚀性气体环境和柔性智能电子纺织品上具有广泛的应用潜力。