基于长银纳米线的应变传感与电热双功能包芯纱的制备及其性能

针对柔性应变传感器目前存在的灵敏度低、应变范围窄、反复拉伸后性能不稳定、功能单一等问题,采用预拉伸浸渍法以商用弹性包芯纱为柔性基体、水性聚氨酯(WPU)为分散剂和黏合剂、长银纳米线(AgNWs)为导电材料制备了具有应变传感与电热双功能的包芯纱.借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、数字万用表、万能试验机、菲力尔热像仪对AgNWs的晶体结构及双功能包芯纱的形貌结构、电学性能、力学性能、电热性能进行表征和分析.结果表明:当弹性包芯纱的预拉伸应变量为 30%且AgNWs的负载量为 15%时,制备的双功能包芯纱的鞘层棉纤维上形成了致密的AgNWs导电网络;在宽应变范围(0%～70%)内呈现明显的应变传感性能,灵敏度最高可达12.8,反复拉伸后的应变传感和力学性能稳定;在手指的运动监测中,手指发生小幅度和大幅度的弯曲变化,双功能包芯纱均能做出相应的电信号响应,体现了高灵敏度;5 V电压下,静态拉伸范围为 0%～50%时,双功能包芯纱的温度变化范围为 49.8～65.7℃,体现了优异的电热性能.