[发明专利]一种宽温度范围电阻与温度线性相关的柔性薄膜传感器

说明书

本发明涉及传感器材料领域，公开了一种宽温度范围电阻与温度线性相关的柔性薄膜传感器，本发明采用两种不同TT的温敏聚合物聚合，实现在宽温度范围升温过程中薄膜发生连续坍塌，实现膜厚随温度的线性响应(即含水量随温度的线性变化)；在薄膜上沉积银作为电极，在升温过程中处于溶胀状态的薄膜线性收缩导致薄膜中的含水量线性减少。由于水的电阻率远大于共聚物，因此，共聚物薄膜的电阻亦与温度呈线性关系，可作为柔性薄膜传感器。

技术领域

本发明涉及传感器材料领域，尤其涉及一种宽温度范围电阻与温度线性相关的柔性薄膜传感器。

背景技术

温敏聚合物是一类特殊的高分子材料，当外界温度小于其转变温度(transitiontemperature，TT)时，呈亲水性；而当温度升高到其TT以上时，转变为疏水性，并且该转变可逆。在转变过程中，温敏聚合物的体积、表面性质等都会相应发生变化。基于该特性，温敏聚合物可用于制备具有温度响应特性的薄膜传感器。

然而，普通的温敏聚合物只能在亲水和疏水之间转换。因此，获得的传感器只具有两个状态(溶胀和塌陷)。如果温度响应传感器可以呈现更多的状态，例如体积或疏水性可以根据外界温度的变化做出线性的响应，那么该类传感器将有更广阔的使用前景。因此亟需开发出一种有别于传统温敏聚合物并具有上述转变行为能力的新型温敏聚合物材料。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种宽温度范围电阻与温度线性相关的柔性薄膜传感器，本发明的柔性薄膜传感器是基于两嵌段温敏共聚物，其在宽温度范围内电阻与温度成线性相关，可应用于多种领域。

本发明的具体技术方案为：一种宽温度范围电阻与温度线性相关的柔性薄膜传感器，包括基底、设于所述基底上的两嵌段温敏共聚物薄膜以及沉积于薄膜表面的银电极；所述两嵌段温敏共聚物由丙烯酸酯类温敏单体和丙烯酰胺类温敏单体合成所得。

所述丙烯酸酯类温敏单体的分子式通式如下所示：

其中：

R₁为-CH₃或-H；

R₂为X为1-10，Y为1-12；

所述丙烯酰胺类温敏单体的分子通式为如下所示：

其中：

R₃为-CH₃或-H；

R₄为R₅为-H或-CH₃或R₆为-CH₃或

所述丙烯酸酯类温敏单体与丙烯酰胺类温敏单体的摩尔比为：(50-99)∶(1-50)；所述两嵌段温敏共聚物的分子量为1,000-150,000g/mol；所述两嵌段温敏共聚物的转变温度为0-120℃，所述两嵌段温敏共聚物的玻璃化转变温度小于90℃。