[发明专利]拉力传感纤维、纱线、织物及拉力传感纤维制备方法

权利要求书

1.一种拉力传感纤维，其特征在于，包括拉力感知层，所述拉力感知层包括聚合物材料和导电材料，以在所述拉力感知层中所占的质量百分比计，所述导电材料为8%-15%，所述聚合物材料为85%-92%；

所述聚合物材料为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；

所述导电材料为石墨烯和Mxene，且所述石墨烯与Mxene的质量比为1：2.5；

所述拉力感知层内设置有至少一个导电芯层，所述导电芯层包括电极材料，所述电极材料选自金属丝、金属纱线或液态金属；

所述拉力传感纤维的制备方法，包括如下步骤：

制备拉力感知复合母料；

将所述拉力感知复合母料制备成拉力感知预制棒；

在拉力感知预制棒横截面中心处沿轴向进行贯穿打孔，将一根或两根以上的金属丝/金属纱线沿所述拉力感知预制棒的轴向贯穿所述拉力感知预制棒，或将液态金属注入到所述拉力感知预制棒中；

将所述拉力感知预制棒进行热软化拉丝制备得到拉力传感纤维。

2.根据权利要求1所述的拉力传感纤维，其特征在于，在所述拉力感知层的表面还设置有疏水层，所述疏水层包括疏水聚合物材料，所述拉力感知层的厚度与所述疏水层的厚度比为1：（0.2-10）。

3.根据权利要求2所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述疏水聚合物材料选自派瑞林、氟碳蜡、氟树脂、聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷衍生物、聚氨酯衍生物、聚酰亚胺衍生物、聚氯乙烯衍生物、氟化聚乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈或聚酯中的一种或两种以上。

4.根据权利要求3所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述疏水聚合物材料为聚二甲基硅氧烷、派瑞林或氟树脂。

5.根据权利要求1所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述导电芯层直径为10μm -150μm。

6.根据权利要求5所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述导电芯层直径为10μm -50μm。

7.根据权利要求1所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述金属丝选自铜丝、钨丝、镍铬丝、不锈钢丝、铂丝、钼丝、金丝或银丝；

所述金属纱线选自不锈钢纱、铁纤维纱、铜纱或银纱；

所述液态金属选自镓铟合金或镓铟锡合金。

8.根据权利要求1-7任一项所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述拉力感知层内设置有多个导电芯层时，多个所述导电芯层沿所述拉力感知层的轴向离散设置。

9.根据权利要求8所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述拉力传感纤维的截面选自三角形、矩形、圆形、多边形、不规则形状中的至少一种。

10.根据权利要求8所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述拉力传感纤维的直径为50μm-1000μm；

所述拉力传感纤维的最大拉伸比为300%-1000%。

11.根据权利要求10所述的拉力传感纤维，其特征在于，所述拉力传感纤维的直径为500μm。

12.一种根据权利要求1-11任一项所述的拉力传感纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

制备拉力感知复合母料；

将所述拉力感知复合母料制备成拉力感知预制棒；

在拉力感知预制棒横截面中心处沿轴向进行贯穿打孔，将一根或两根以上的金属丝/金属纱线沿所述拉力感知预制棒的轴向贯穿所述拉力感知预制棒，或将液态金属注入到所述拉力感知预制棒中；

将所述拉力感知预制棒进行热软化拉丝制备得到拉力传感纤维。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述拉力感知复合母料通过物理/化学共混法制备。