复合材料柔软性对倒金字塔微结构阵列传感器性能的影响

• 作者: 赵凌云 黄汉雄 罗杜宇 苏逢春
• 来源期刊: 高等学校化学学报
• 关键词: 聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管复合材料 模压成型 倒金字塔微结构阵列 柔性传感器 灵敏度
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 所属期刊栏目: 高分子化学|Polymer Chemistry
• 页码范围: 2953-2960
• 页数: 8页
• 分类号: O631
• 语种: 中文
• DOI: 10.7503/cjcu20210281

摘要

采用模压成型方法制备了2种柔软性不同的热塑性聚氨酯/短切碳纤维/碳纳米管(TPU/SCF-CNT)复合材料复制物,其表面上具有倒金字塔微结构阵列,内部有SCF与CNT共同构成的导电通路.将复合材料复制物和相应的复合材料平整片封装成柔性传感器.结果表明,压力作用下传感器内复制物和平整片之间的接触电阻因倒金字塔底棱的形变而显著降低.对使用柔软性较高的复合材料封装的传感器,虽然其相对迟滞稍大,但压力作用下倒金字塔底棱形变量较大,且复制物和平整片内导电通路增加量较大,因此其在0～2.5 kPa的线性区内具有较高的灵敏度(0.32 kPa?1).制备的2种传感器均具有快速响应特性,且能在500 s(约1580次)的循环压缩/释放测试(峰值压力约3 kPa)中保持较稳定的电阻响应.研究表明,利用模压成型的表面倒金字塔结构复合材料复制物封装成的柔性压力传感器具有良好的传感性能.