新型柔性壓力傳感材料和器件開發(fā).pdf

1、本論文主要研究了壓電聚合物P(VDF-TrFE)和PVDF納米纖維薄膜的制備和性質(zhì)與基于壓電納米纖維薄膜的柔性壓力傳感器的開發(fā)。
　　 本研究采用靜電紡絲技術(shù)制備壓電納米纖維。首先對(duì)靜電紡絲工藝進(jìn)行了探索和優(yōu)化，影響靜電紡纖維的直徑形貌和性能的因素主要有溶液性質(zhì)（溶劑和濃度）、電壓、推進(jìn)速度、接收距離和溫濕度等。實(shí)驗(yàn)和分析表明，這些因素的作用是相互的，需要進(jìn)行配合調(diào)節(jié)。在大量實(shí)踐和分析的基礎(chǔ)上，得到了靜電紡絲的優(yōu)化參數(shù)。然后在靜

2、電紡絲工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上，制備了不同組分的共聚物P(VDF-TrFE)和PVDF的納米纖維薄膜。利用掃描電鏡、X射線衍射和紅外光譜分析等手段對(duì)納米纖維薄膜的形貌和晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，形貌表征結(jié)果表明通過(guò)靜電紡絲方法獲得了均勻的納米聚合物纖維；晶體結(jié)構(gòu)分析說(shuō)明，在靜電紡絲的高電場(chǎng)下，聚合物P(VDF-TrFE)和PVDF晶體發(fā)生了由非極性α相向極性β相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)共聚物表現(xiàn)出了更高的極性和結(jié)晶度。這表明紡絲過(guò)程中，電場(chǎng)對(duì)聚合物不僅發(fā)揮了強(qiáng)

3、烈的拉伸作用，還起到了很好的電極化效果。最后設(shè)計(jì)制作了基于靜電紡壓電納米纖維薄膜的柔性壓力傳感器，并對(duì)傳感器的性能進(jìn)行了測(cè)試。在各種測(cè)試中，這種新型的傳感器對(duì)壓力變化都保持了很好的響應(yīng)，沒有信號(hào)的滯后和偏移。1Hz周期壓力測(cè)試下，基于共聚物P(VDF-TrFE)(77/23)的傳感器具有最高為60.5mV/N靈敏度，PVDF次之，P(VDF-TrFE)(55/45)最小，這一結(jié)果與其纖維晶體結(jié)構(gòu)分析相一致。為了進(jìn)一步提高新型傳感器的柔性