[发明专利]一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构、制备方法及检测方法

权利要求书

1.一种纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，包括：

至少两层依次层叠布置的纤维层；

用于将所述纤维层固化成统一整体的基体，每层所述纤维层与所述基体之间形成界面层；以及

布置于所述界面层的界面湿度传感器；

其中，所述界面湿度传感器上牵引出用于电连接的电极。

2.如权利要求1所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述界面湿度传感器的制备材料包括：导电材料和水凝胶。

3.如权利要求2所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述导电材料为碳纳米管和石墨烯中的至少一种。

4.如权利要求2所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述水凝胶为天然高分子水凝胶和合成高分子凝胶中的至少一种。

5.如权利要求1～4任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，两两所述纤维层之间铺设入所述界面湿度传感器后通过真空辅助树脂注射法往纤维层间注入所述基体。

6.如权利要求1～4任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述界面湿度传感器在所述界面层中沿平行或垂直于所述纤维层的方向等间距铺设。

7.如权利要求1～4任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述界面湿度传感器呈片状结构并且其厚度不超过所述纤维层中单根纤维直径的30％～50％。

8.如权利要求1～4任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构，其特征在于，所述界面湿度传感器的吸水膨胀率不超过120％～200％。

9.一种如权利要求2～8任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，将导电材料加入到水凝胶材料中，加入交联剂、引发剂，充分搅拌反应后，倒入模具中固化成型获得所述界面湿度传感器；

步骤S2，将步骤S1制成的界面湿度传感器铺设在纤维表面预设位置处，随后加入基体，制备获得所述纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构。

10.一种利用如权利要求2～8任一项所述的纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构进行检测的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤T1，将导电材料加入到水凝胶材料中，加入交联剂、引发剂，充分搅拌反应后，倒入模具中固化成型获得所述界面湿度传感器；

步骤T2，将步骤T1制成的界面湿度传感器铺设在纤维表面预设位置处，随后加入基体，制备获得所述纤维增强复合材料吸湿状况的监测结构；

步骤T3，将电阻测量仪电连接至所述界面湿度传感器上牵引出的电极上；

步骤T4，将监测结构插入去离子水中，使得监测结构中的界面湿度传感器位于去离子水的水位线之上，打开电阻测量仪，记录电阻数据；

步骤T5，将监测结构插入去离子水中一定时间后，水分子扩散至界面湿度传感器处时，界面湿度传感器吸水膨胀，电阻发生变化，界面湿度传感器膨胀形成的体积可以储存水分，填补基体高分子链间的空隙，降低水分子扩散速率，将电阻测量仪所记录数据进行处理，分析得到纤维增强复合材料的吸湿状况及抗湿性增强的比值。