温致变色及压阻传感聚吡咯涂层织物的制备及应用

摘要

智能服装服饰是未来服装发展的一个重要方向，温致变色和柔性传感织物是智能纺织品的重要部分。本文利用原位聚合法制备聚吡咯涂层织物，通过添加盐酸掺杂剂改善聚吡咯涂层织物的导电性，通过聚多巴胺表面改性提高聚吡咯涂层织物的稳定性，并利用压烫法将粘合衬与盐酸掺杂制备的聚吡咯涂层织物复合，在粘合衬表面覆盖温致变色油墨制备出柔性温致变色织物，随后采用柔性印刷铜薄膜与聚多巴胺改性聚吡咯涂层织物制备出三明治结构的柔性压阻传感器。通过热场发射扫描电镜、X射线光电子能谱仪、数字万用电表、织物热性能测试仪、万能强力机等设备对制备的聚吡咯织物、温致变色织物和压阻传感器的性能进行表征。
　　实验结果显示:原位聚合法能够将聚吡咯物质涂覆到织物上，当聚合时间为80min时，聚合效果最好。采用盐酸作为掺杂剂降低聚吡咯涂层织物的通电电阻，当其浓度为0，2，0.4，0.6mol/L，通电电压为14V时，织物最高温度能达到190℃。涂层织物的升温温度随着通电电压的增加而增加，同时织物的升温的温度和功率满足高度线性关系，由其制备成的温致变色织物能够随着电压控制加热，出现消色的效果。而聚多巴胺对聚吡咯涂层织物的改性，明显降低织物表面颗粒状，提高表面光滑性，由印制铜薄膜与其贴合制备成压阻传感器，相同工艺条件下，针织物的灵敏度要优于太空棉的，经聚多巴胺预处理后的针织物和太空棉作为传感器的基材，两者的稳定性有效区间均增强，分别增加了45.79％和619.44％。温致变色和柔性压阻传感织物在智能服装服饰中具有广阔的应用前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 聚吡咯涂层织物的研究现状

1．2 聚吡咯涂层织物的制备方法

1．2．1 原位聚合法和模板法

1．2．2 气相沉积法

1．2．3 电化学法

1．3 聚吡咯涂层织物的应用

1．3．1 传感器

1．3．2 超级电容器

1．3．3 电磁屏蔽

1．3．4 生物抗菌

1．3．5 其他应用

1．3．6 结论

1．4 温致变色织物的研究进展

1．4．1 温致变色材料的分类

1．4．2 温致变色材料的纺织应用

1．5 柔性压阻式压力传感器的研究现状

1．5．1 柔性压阻式压力传感器的性能指标

1．5．2 柔性压阻式压力传感器的分类

1．6 课题研究主要内容以及研究意义

第二章 聚吡咯涂层织物的制备

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 试样、试剂和仪器

2．2．2 织物的前处理

2．2．3 聚吡咯涂层织物的制备

2．2．4 聚吡咯涂层织物的性能测试

2．3 结构与讨论

2．3．1 聚吡咯涂层织物的表面形貌

2．3．2 聚吡咯涂层织物的表面电阻

2．3．3 聚吡咯涂层织物的应用

2．4 本章小结

第三章 温致变色织物的制备

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂和仪器

3．2．2 织物的前处理

3．2．3 温致变色织物的制备

3．2．4 温致变色基底织物的测试

3．3 温致变色织物的结果与讨论

3．3．1 温致变色织物表面形貌

3．3．2 温致变色织物的增重

3．3．4 温致变色织物的表面电阻

3．3．5 温致变色织物的加热性能

3．4 温致变色织物的制备以及应用

3．4．1 温致变色织物测试

3．5 本章小结

第四章 压阻传感器的制备及应用

4．1 柔性可穿戴的压阻传感的的研究意义

4．2 实验部分

4．2．1 主要材料及仪器

4．2．2 织物的前处理

4．2．3 织物的聚多巴胺预处理

4．2．4 压阻传感器的制备以及测试

4．3 实验结果与分析

4．3．1 织物表面形貌分析

4．2．3 织物表面电阻的测试

4．3 压阻式传感器的性能测试

4．3．1 灵敏度

4．3．3 稳定性

4．4 压阻式压力传感器的应用

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 实验结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢