[发明专利]一种聚吡咯压敏传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种聚吡咯压敏传感器及其制备方法和应用，属于传感器制备技术领域。本发明利用内部存在三维多孔结构，机械重复性良好的三聚氰胺发泡海绵为基底制成不同大小的压敏传感元件与基体，通过控制吡咯乙醇溶液浓度，在不添加表面活性剂的情况下，在三聚氰胺发泡海绵内部生长聚吡咯网络并产生随压力变化的电阻值，同时精确控制附有聚吡咯三聚氰胺发泡海绵的导电性及机械强度，达到对外界压力变化的良好响应能力。最终成功制备出在室温下具有灵敏度高、良好疲劳强度，能够检测多种外界参数变化的压敏传感器，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于传感器制备技术领域，具体涉及一种聚吡咯压敏传感器及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

随着材料技术的进步和环境监测要求的提高，近年来，关于以有机聚合材料为基础的各类传感器的研究大量开展，其中以有机聚合材料为基础的压敏传感器成为了时下研究的热点之一。在重量监测、动作监测、轨迹监测等方面有广泛的应用。

聚吡咯作为一种有机高分子材料，具有良好的导电性，可以通过铁、银等离子的催化，由吡咯直接聚合而成。然而聚吡咯本身质地较软，在应变范围较大时容易产生断裂。因此需要选择适当的载体，大幅度提高复合体系的导电能力和压敏特性。三聚氰胺发泡塑料，作为一种三维多孔材料，廉价易得，机械性能良好，可以作为聚吡咯的理想载体。而发明人发现，目前已经报道的研究成果中，还未有涉及将上述两者复合制备压敏传感器的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种聚吡咯压敏传感器及其制备方法和应用。本发明利用内部存在三维多孔结构，机械重复性良好的三聚氰胺发泡海绵为基底制成不同大小的压敏传感元件与基体，通过控制吡咯乙醇溶液浓度，在不添加表面活性剂的情况下，在三聚氰胺发泡海绵内部生长聚吡咯网络并产生随压力变化的电阻值，同时精确控制附有聚吡咯三聚氰胺发泡海绵的导电性及机械强度，达到对外界压力变化的良好响应能力。最终成功制备出在室温下具有灵敏度高、良好疲劳强度，能够检测多种外界参数变化的压敏传感器，因此具有良好的实际应用之价值。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种聚吡咯压敏材料的制备方法，所述制备方法包括：将三聚氰胺发泡海绵浸没吸附铁离子溶液后，再浸泡于吡咯乙醇溶液中，从而在三聚氰胺发泡海绵基底上形成聚吡咯网络。

本发明的第二个方面，提供上述制备方法制得的聚吡咯压敏材料。

本发明的第三个方面，提供上述聚吡咯压敏材料在制备传感器中的应用。所述传感器为压敏传感器，更具体为点阵压敏传感器。

本发明的第四个方面，提供一种聚吡咯压敏传感器，所述聚吡咯压敏传感器包含上述聚吡咯压敏材料。

本发明的第五个方面，提供上述聚吡咯压敏材料和/或聚吡咯压敏传感器在如下任意一种或多种中的应用：

1)重量监测；

2)形状监测；

3)动作监测；

4)轨迹监测；

5)环境监测。

上述一个或多个技术方案的有益技术效果：

上述技术方案利用内部存在三维多孔结构，机械重复性良好的三聚氰胺发泡海绵为基底，在无表面活性剂的情况下，以三价铁离子为催化剂，使吡咯单体通过氧化聚合在三聚氰胺发泡海绵网络中形成聚吡咯，并以此复合材料制备了一种具有高灵敏度、良好稳定性的压敏传感器。