熔融混炼制备柔性TPU/rGO介电层及其压力传感性能

为了探究熔融混炼制备弹性体/导电填料复合材料的压力传感性能及其应用价值,对良好生物相容性的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和氧化石墨烯(GO)进行熔融混炼,该过程中GO发生原位热还原,从而制得柔性TPU/还原氧化石墨烯(rGO)纳米复合材料。以此为介电层组装电容式压力传感器,并进行传感性能测试分析。结果表明,GO的掺杂可有效改善传感器的性能,1.0%GO质量分数时传感器的灵敏度为0.069 MPa^(-1)(0.06~2 MPa),明显高于未掺杂的(0.046 MPa^(-1)),这与GO掺杂显著提高介电层的介电常数有关。当GO含量过高时,传感器灵敏度反而降低,这可能与材料内rGO渗流网络形成有关。所研制的传感器响应性较好,以GO 1.0%质量分数为例,其响应时间约110 ms、迟滞误差1.4%、稳定性良好。该传感器可成功应用于人体手指点击和弯曲运动监测,在柔性可穿戴领域展现出良好的应用前景。