[发明专利]一种用于生产PDMS—GR聚合物薄膜压阻式柔性压力传感器的制作工艺及其产品

说明书

本发明提出了一种用于生产PDMS—GR聚合物薄膜压阻式柔性压力传感器的制作工艺，步骤如下：步骤一，将PDMS—GR聚合物超薄薄膜相对所述微结构的另一侧朝下置于玻璃载片上，避开边缘部分以矩形裁取中间部分的薄膜并将其卷起；步骤二，取石墨烯纳米片质量百分比为23wt%‑27wt%的PDMS—GR聚合物混合液置于耐热容器中；步骤三，将步骤一中制作的薄膜卷按需求自由排列，置于步骤二所述聚合物混合液中；步骤四，将容器放进烘箱45‑50℃保温3‑4h，后将温度提升到80‑85℃固化3‑4h，待PDMS—GR聚合物固化后生成基板，将2片基板以一级压敏层接触组装传感器。通过采用上述技术方案，使用的原材料普通，制备过程简单，简化了制作步骤，缩短了制作周期，可以实现大批量的生产。

技术领域

本发明涉及传感器领域，具体涉及一种用于生产PDMS—GR聚合物薄膜压阻式柔性压力传感器的制作工艺及其产品。

背景技术

柔性压力传感器是建立在可弯曲或可延展基底上的可用于检测两个接触面之间表面作用力大小的电子元器件。因为其具有较强柔韧性、贴合人体性能较好、结构简单且重量轻等特点，使得柔性压力传感器在人体健康监测、医疗器械、柔性电子皮肤、柔性触摸屏和可穿戴电子产品等领域具有非常好的应用前景，在健康监测领域，柔性传感器可以贴合人体的各个部位，实现各种人体参数的监测从而方便医学工作者根据平时的数据来分析病人的健康情况。

常见的柔性传感器有压阻式、电容式和压电式。其中压阻式柔性压力传感器具有结构简单、集成和输出数据容易等优点是目前研究最为广泛的一种柔性压力传感器之一。压阻式柔性压力传感器通常包括基底、压敏层和电极三个部分。其中压敏层是压阻式传感器最重要的部分，压敏层的压阻特性、导电能力等性能直接决定着传感器的传感性能。

发明内容

基于上述问题，本发明目的在于提供一种高灵敏、低成本的PDMS—PS聚合物电介质的电容式柔性压力传感器及其制作工艺。

针对以上问题，提供了如下技术方案：一种用于生产PDMS—GR聚合物薄膜压阻式柔性压力传感器的制作工艺，步骤如下：

步骤一，将PDMS—GR聚合物超薄薄膜相对所述微结构的另一侧朝下置于玻璃载片上，避开边缘部分以矩形裁取中间部分的薄膜并将其卷起；

步骤二，取石墨烯纳米片质量百分比为23wt%-27wt%的PDMS—GR聚合物混合液置于耐热容器中；

步骤三，将步骤一中制作的薄膜卷按需求自由排列，置于步骤二所述聚合物混合液中；

步骤四，将容器放进烘箱45-50℃保温3-4h，后将温度提升到80-85℃固化3-4h，待PDMS—GR聚合物固化后生成基板，将2片基板以一级压敏层接触组装传感器。

本发明的有益效果：本发明将压敏层和基底结合起来，使用导电聚合物既有导电性且还拥有优异力学性能的特点，以导电渗流理论作为指导理论结合微结构提升了传感器灵敏度，同时基底层即是压敏层，无需分别制备基底与压敏层，简化了制作步骤，缩短了制作周期，灵敏度和测量范围随着传感器的几何尺寸变化成非线性改变，可以实现可裁剪的柔性压阻式压力传感器，适用性更广，组装简单。

一种用于生产PDMS—GR聚合物超薄薄膜的制作工艺，步骤如下：

步骤一，每2g石墨烯纳米片量取100ml无水乙醇将其混合，使用超声波分散器在600W功率下超声分散3-4h使石墨烯纳米片在乙醇中均匀分散形成分散液；

步骤二，每2g石墨烯纳米片称量10gPDMS主剂并预热至80℃，将其混入上一步骤分散好的无水乙醇和石墨烯纳米片分散液中，并保持80℃或以上温度，超声并搅拌直至无水乙醇完全挥发；

步骤三，取去离子水制备饱和NaCl溶液并量取10wt%PDMS主剂的固化剂加入上一步混合的PDMS—GR混合液中，搅拌均匀后置于真空箱中进行消泡处理；