[发明专利]一种电阻式应变传感包覆纱及其制备方法

权利要求书

1.一种电阻式应变传感包覆纱，其特征是：具有双层包覆结构，自内到外依次为芯丝、内层包覆丝和外层包覆丝；芯丝为绝缘弹性丝，内层包覆丝和外层包覆丝为皮芯导电复丝；内层包覆丝和外层包覆丝以一定捻度和相反捻向包覆芯丝；内层包覆丝和外层包覆丝的线密度大于芯丝的线密度

所述电阻式应变传感包覆纱的线密度为100～500旦尼尔；电阻式应变传感包覆纱的应变传感范围为60％～200％，灵敏度为-10～-0.1；在20％的拉伸应变下，循环拉伸10000次，电阻式应变传感包覆纱的电阻变化率为-200％～-2％，波动范围为-10％～-0.1％；电阻式应变传感包覆纱在湿度30％～100％环境下电阻差异小于1％。

2.根据权利要求1所述的电阻式应变传感包覆纱，其特征在于，芯丝的线密度为20～100旦尼尔，内层包覆丝和外层包覆丝的线密度为40～200旦尼尔。

3.根据权利要求1所述的电阻式应变传感包覆纱，其特征在于，芯丝的断裂强度至少为1cN/dtex，断裂伸长率至少为400％，在300％伸长率下的弹性回复率至少为90％；内层包覆丝和外层包覆丝的断裂强度至少为2.5cN/dtex，断裂伸长率至少为10％。

4.根据权利要求1所述的电阻式应变传感包覆纱，其特征在于，所述芯丝由弹性体聚合物纺丝而成；

所述皮芯导电复丝的芯层为绝缘聚合物，皮层为导电材料和绝缘聚合物的混合物，皮层和芯层的体积比为1:9～9:1，皮层中导电材料的质量分数至少为10％；

所述皮芯导电复丝的电导率大于等于0.01S/cm；

所述皮芯导电复丝的干态电阻和浸入水中1小时的湿态电阻差异小于1％。

5.根据权利要求4所述的电阻式应变传感包覆纱，其特征在于，所述弹性体聚合物为聚氨酯、聚醚酯、橡胶、聚醚酰胺或它们的混合物；

所述绝缘聚合物为聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚丙烯腈、聚乙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯或聚氯乙烯；

所述导电材料为金属材料、炭材料、导电金属化合物和导电高分子材料中的一种以上。

6.制备如权利要求1～5任一项所述的电阻式应变传感包覆纱的方法，其特征是：采用双包工艺，将两根皮芯导电复丝包覆一根绝缘弹性丝，形成电阻式应变传感包覆纱。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)预牵伸绝缘弹性丝；

(2)第一根皮芯导电复丝以Z捻向或S捻向缠绕包覆预牵伸后的绝缘弹性丝，捻度为500～1500捻/米，形成单包纱；

(3)第二根皮芯导电复丝以S捻向或Z捻向缠绕包覆单包纱，且捻度与第一层包覆丝的捻度相同，形成双包纱；

(4)双包纱释放施加在芯丝的预牵伸后，逐步卷绕到纱筒表面；

(5)将双包纱进行热定型，形成电阻式应变传感包覆纱。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(1)中预牵伸倍数为2～5倍。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中单包纱直径与芯丝直径之比为1.5:1～3:1；步骤(3)中双包纱直径与芯丝直径之比为2.5:1～4.5:1。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(4)中热定型温度为50～250℃，时间为1～24h。