[发明专利]一种聚苯胺涂层针织物应变传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚苯胺涂层针织物应变传感器的制备方法，涉及针织物应变传感器技术领域，通过化学氧化聚合法在纱线表面原位聚合苯胺的方法，该方法是将纱线浸泡在苯胺(AN)溶液中，并缓慢滴加过硫酸铵(APS)溶液，之后经过蒸馏水洗涤，烘干得到的聚苯胺涂层纱线，然后再用涂层方法在纱线表面增加苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯(SBS)涂层，最后将纱线织造成针织物，通过该方法赋予纱线导电性能的同时，又获得了针织物的形变能力、恢复能力以及透气性等服装上使用的特点。更不会造成由于正面线圈将覆盖半个反面线圈，在涂层时聚苯胺渗透不到覆盖部分，导致罗纹组织电阻大的现象，还能避免以前制备针织物应变传感器的成本高、制作复杂、僵硬的缺点。

技术领域

本发明涉及针织物应变传感器技术领域，特别涉及一种聚苯胺涂层针织物应变传感器的制备方法。

背景技术

从古至今纺织品与人类的生活息息相关，随着科技的发展，纺织品已经不再局限于保暖、遮羞、装饰的目的，目前正朝向功能化、智能化发展。随着新型纺织材料的发展，智能纺织品传感器越来越多的出现在人们视野中，并且随着计算机技术的发展智能纺织品传感器朝向小型化、可穿戴化发展。旧时的人体健康监控设备由于体积大、价格昂贵、不可穿戴，正在逐渐被淘汰。

针织物服装具有良好的形变能力和形变恢复能力，利用针织物制成的应变传感器可以通过感知人体皮肤的变化，引起针织物应变传感器的应变，使针织物应变传感器电阻的变化，通过网络实时的将人体的生理特征输送到计算机中。所以针织物应变传感器可以实时的检测人体生理特征的变化，特别是对病人的生理特征具有良好的监控能力，此外针织物传感器还具有柔软、成本低、透气性好的特点，所以以应变传感器为代表的智能纺织品近年来逐渐受到人们的关注。

近几年不断有人对针织物传感器进行研究，其制备方法主要是利用金属导电纤维织成织物。然而利用金属导电纤维织物手感差，质量大、僵硬从而影响舒适性。

专利CN105624824B将聚苯胺研磨后添加到切片中，熔融挤出制备导电纤维。由于聚苯胺难熔难溶，该方法只能通过物理研磨形成小颗粒再与切片进行良好混合，但是物理研磨不仅破坏了聚苯胺的大分子结构，而且对于聚合物切片来说加入聚苯胺颗粒，会降低聚合物的结晶度，影响其取向度，不利于纤维强力的提高。市面出售的聚苯胺颗粒较大，使用时研磨时间长，而且没有织造成织物，仅仅研究了纤维。

实用新型专利CN204757997U应用三层结构制备应变传感器，中间是聚苯胺导电织物，上下为绝缘织物，但是并没有保护聚苯胺的涂层，在拉伸时聚苯胺涂层针织物的涂层会产生微小破坏，使聚苯胺导电网络遭到破坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚苯胺涂层针织物应变传感器的制备方法，以解决现有技术中导致的利用金属导电纤维织物手感差，质量大、僵硬从而影响舒适性以及利用研磨的聚苯胺颗粒加入纤维中，使聚苯胺导电网络遭到破坏，影响导电性等上述多项缺陷。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种聚苯胺涂层针织物应变传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将纱线用无水乙醇浸泡洗涤3次，去除织物表面的油污杂质；

步骤二，用蒸馏水洗涤2-3次，然后在烘箱中烘干备用，烘箱的温度控制在80℃-90℃；

步骤三，将纱线放入0.2-2mol/L的苯胺溶液中，苯胺溶液的pH值为3，然后缓慢滴加0.2-2mol/L的过硫酸铵溶液，并不断用玻璃棒搅拌,1h后将纱线取出；

步骤四，用蒸馏水洗涤2-3次，在烘箱中烘干,烘箱的温度控制在80℃-90℃，得到聚苯胺涂层纱线；

步骤五，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯溶解于四氢呋喃溶液中，制取质量分数为1％-5％的SBS溶液，然后将聚苯胺涂层纱线放入SBS溶液中，10分钟后取出，然后在烘箱中烘干,烘箱温度控制在50-70℃；