柔性压电纤维、织物及其制备方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202211372876.X | 申请日 | 2022-11-03 | 公开(公告)号 | CN117987980A | 公开(公告)日 | 2024-05-07 |
| 申请人 | 钱塘科技创新中心; | 发明人 | 彭祖军; 潘鹏; 何申伟; 李珂; 杨家乐; | ||||
| 摘要 | 本 申请 涉及一种柔性压电 纤维 、织物及其制备方法，包括 镀 金属 纱线 、纳米压电纤维层和导电层，纳米压电纤维层包覆镀金属纱线形成包芯纱结构，导电层包覆包芯纱结构。柔性压电纤维的制备方法，提供压电 聚合物 溶液和镀金属纱线；通过 静电纺丝 将压电聚合物溶液形成包覆于镀金属纱线表面的纳米压电纤维层，得到包芯纱结构；在包芯纱结构的外层包覆导电层，得到柔性压电纤维。柔性压电织物包括纺织纤维和柔性压电纤维，纺织纤维和柔性压电纤维形成混合编织结构。柔性压电织物的制备方法，提供纺织纤维和柔性压电纤维；将纺织纤维和柔性压电纤维混合编织得到柔性压电织物。本申请的柔性压电纤维/织物与异形曲面共形能 力 好，压电活性稳定。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种柔性压电纤维，其特征在于，包括镀金属纱线、纳米压电纤维层和导电层，所述纳米压电纤维层包覆所述镀金属纱线形成包芯纱结构，所述导电层包覆所述包芯纱结构。 |
||||||
| 说明书全文 | 柔性压电纤维、织物及其制备方法技术领域[0001] 本申请涉及柔性材料技术领域，具体涉及一种柔性压电纤维、织物及其制备方法。 背景技术[0002] 近年来，随着科技进步和人们生活水平的不断提高，对便携式、可穿戴电子设备的需求不断增加。目前在电声领域内，传声器与扬声器大多采用电容式或动圈式结构，如电容式传声器和动圈式扬声器。然而，这些电声传感器都是基于刚性材质，体积大、柔性差、耗能大，无法满足便携式、可穿戴电子设备的发展需求。基于压电效应的聚合物压电薄膜材料具有厚度薄、质轻、柔韧性好，可实现电声的可逆转换，因此在柔性声学传感领域受到广泛关注。目前，柔性声学压电薄膜主要分为两大类：一是PVDF类压电薄膜，二是具有孔洞结构的压电驻极体薄膜。PVDF类压电薄膜主要采用流延法制备，即先将PVDF粉末溶解于有机溶剂中，然后流延烘干成膜。由于流延法制备的PVDF薄膜中α晶型占主导地位，没有压电活性，所以后续还需进行拉伸、加热退火、高压极化等工序，使薄膜中的α晶型转变为β晶型，才具有压电活性。流延法制备PVDF类压电薄膜工序复杂，耗能大，且薄膜价格昂贵。孔洞结构的压电驻极体薄膜主要采用膨化‑极化法制备，所获得的薄膜虽然初始压电活性很高，然而其压电活性不稳定，尤其在高温条件下其压电活性会大幅度下降。此外，薄膜状音频传感器虽然具有一定的柔韧性，然而其不透气、不导湿，不适用于可穿戴电子器件，且压电薄膜共形能力差，在智能无人平台一体化集成领域也受到诸多限制。发明内容 [0003] 针对上述技术问题，本申请提供一种柔性压电纤维、织物及其制备方法，本申请的柔性压电纤维/织物与异形曲面共形能力好，压电活性稳定。 [0005] 可选地，所述纳米压电纤维层包括PVDF类压电聚合物。 [0006] 本申请还提供一种柔性压电纤维的制备方法，包括以下步骤： [0007] S201.提供压电聚合物溶液和镀金属纱线； [0008] S202.通过静电纺丝将所述压电聚合物溶液形成包覆于所述镀金属纱线表面的纳米压电纤维层，得到包芯纱结构； [0009] S203.在所述包芯纱结构的外层包覆导电层，得到柔性压电纤维。 [0010] 可选地，所述S201步骤之前，还包括： [0012] 在所述第一混合溶液中加入无机纳米颗粒添加剂，得到第二混合溶液； [0013] 搅拌所述第二混合溶液得到所述压电聚合物溶液。 [0014] 可选地，所述压电聚合物溶液中PVDF类压电聚合物与所述溶剂混合液的重量比为1：5～1：12，所述无机纳米颗粒添加剂与所述PVDF类压电聚合物的重量比为1：20～1：10。 [0015] 可选地，所述S203步骤，包括： [0016] 在所述包芯纱结构的外层涂覆导电浆料； [0017] 烘干所述导电浆料后形成包覆所述包芯纱结构的导电层，得到所述柔性压电纤维。 [0018] 可选地，所述在所述包芯纱结构的外层涂覆导电浆料，包括： [0019] 所述包芯纱结构经导辊进入导电浆料池浸渍所述导电浆料； [0020] 所述包芯纱结构涂覆上导电浆料后，再经导辊通过刮刀口，刮刀口将所述包芯纱结构上的多余浆料刮除掉。 [0021] 本申请还提供一种柔性压电织物，包括纺织纤维和柔性压电纤维，所述纺织纤维和所述柔性压电纤维形成混合编织结构。 [0022] 本申请还提供一种柔性压电织物的制备方法，包括以下步骤： [0023] S401.提供纺织纤维；以及柔性压电纤维； [0024] S402.将所述纺织纤维和所述柔性压电纤维混合编织得到所述柔性压电织物。 [0026] 本申请涉及一种柔性压电纤维、织物及其制备方法，包括镀金属纱线、纳米压电纤维层和导电层，纳米压电纤维层包覆镀金属纱线形成包芯纱结构，导电层包覆包芯纱结构。柔性压电纤维的制备方法，提供压电聚合物溶液和镀金属纱线；通过静电纺丝将压电聚合物溶液形成包覆于镀金属纱线表面的纳米压电纤维层，得到包芯纱结构；在包芯纱结构的外层包覆导电层，得到柔性压电纤维。柔性压电织物包括纺织纤维和柔性压电纤维，纺织纤维和柔性压电纤维形成混合编织结构。柔性压电织物的制备方法，提供纺织纤维和柔性压电纤维；将纺织纤维和柔性压电纤维混合编织得到柔性压电织物。本申请的柔性压电纤维/织物与异形曲面共形能力好，压电活性稳定。 附图说明 [0027] 图1是根据本申请实施例示出的柔性压电纤维的结构示意图； [0028] 图2是根据本申请实施例示出的纳米压电纤维层的工作性能示意图之一； [0029] 图3是根据本申请实施例示出的纳米压电纤维层的工作性能示意图之二； [0030] 图4是根据本申请实施例示出的柔性压电纤维的制备方法的流程示意图； [0031] 图5是根据本申请实施例示出的静电纺丝装置的结构示意图； [0032] 图6是根据本申请实施例示出的静电纺丝工艺制备的纳米压电纤维的电镜图； [0033] 图7是根据本申请实施例示出的导电层包覆装置的结构示意图； [0034] 图8是根据本申请实施例示出的柔性压电织物的结构示意图； [0035] 图9是根据本申请实施例示出的柔性压电织物的制备方法的流程示意图。 具体实施方式[0037] 在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。 [0038] 虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。 [0039] 再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。 [0040] 第一实施例 [0041] 图1是根据本申请实施例示出的柔性压电纤维的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供一种柔性压电纤维，包括镀金属纱线14、纳米压电纤维层11和导电层10，纳米压电纤维层11包覆镀金属纱线14形成包芯纱结构，导电层10包覆包芯纱结构。 [0042] 其中，镀金属纱线14包括纱线13和包覆纱线13的镀金属层12。镀金属层12作为芯电极，导电层10作为壳电极，并在导电层10和镀金属层12之间设置纳米压电纤维层11，形成具有压电效应的柔性压电纤维，芯电极/壳电极均不容易与纳米压电纤维层分离，使柔性压电纤维整体的压电活性稳定。柔性压电纤维基于压电效应可以实现电声转换，并且具有柔性好、质量轻等优点。 [0043] 需要说明的是，压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。 [0044] 实际实施时，首先配置用于生成纳米压电纤维层11的静电纺丝溶液，即压电聚合物溶液；然后，利用共轭静电纺丝技术，以镀金属纱线14为芯电极层，将纳米压电纤维层11以纳米纤维膜的形式均匀包覆到镀金属纱线14上，形成包芯纱结构；再通过卷对卷工艺在包芯纱结构外层涂覆导电浆料，导电浆料烘干后形成导电层10，进而整体形成柔性压电纤维。静电纺丝时，镀金属纱线14的运动方向与电场方向垂直，在生成纳米压电纤维层11时，由于电场力和镀金属纱线14拉力的共同作用，使纳米压电纤维中无压电效应的α晶型转变为β晶型，无需额外工艺即可保证纳米压电纤维的高极化程度，最终得到压电活性稳定的纳米压电纤维层11。 [0045] 优选地，纳米压电纤维层11包括PVDF(Polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙烯)类压电聚合物。示例性地，可为PVDF(聚偏二氟乙烯)、P(VDF‑TrFE)(Poly(vinylidene/trifuorotheylene)，聚偏二氟乙烯‑三氟乙烯共聚物)、PVDF‑TrFE‑CTFE(Poly(vinylidene/trifluorotheylene/chorotrifuoroethene)，聚偏二氟乙烯‑三氟乙烯‑三氟氯乙烯共聚物)、PVDF‑HFP(Polyvinylidene fluoride hexafluoropropene，聚偏二氟乙烯‑六氟丙烯)中的一种或多种混合。 [0046] 在一实施方式中，本实施例的纳米压电纤维层11可与电源和音频传感电路集成，构建柔性音频传感系统。如图2所示，当固定音频信号为700Hz时，该柔性音频传感系统可以采集持续稳定的声音信号。如图3所示，当音频信号为歌曲时，该柔性音频传感系统也可以采集相应的音频信号。此外，当该音频传感系统与功放电路集成时，也可以作为扬声器播放出声音信号。 [0047] 在其他实施方式中，还可将柔性压电纤维与传统纺织纤维混合织造，获得柔性压电织物，并进一步与电源、电路系统一体化集成，形成柔性音频织物传感器，应用于可穿戴电子设备和智能无人平台领域。 [0048] 本申请实施例的柔性压电纤维，包括镀金属纱线、纳米压电纤维层和导电层，纳米压电纤维层包覆镀金属纱线形成包芯纱结构，导电层包覆包芯纱结构。本申请实施例的柔性压电纤维与异形曲面共形能力好，压电活性稳定。 [0049] 第二实施例 [0050] 图4是根据本申请实施例示出的柔性压电纤维的制备方法的流程示意图。如图4所示，本申请实施例还提供一种芯片的封装结构的制备方法，包括以下步骤： [0051] S201.提供压电聚合物溶液和镀金属纱线； [0052] S202.通过静电纺丝将压电聚合物溶液形成包覆于镀金属纱线表面的纳米压电纤维层，得到包芯纱结构； [0053] S203.在包芯纱结构的外层包覆导电层，得到柔性压电纤维。 [0054] 本申请实施例的柔性压电纤维的制备方法，首先配置用于生成纳米压电纤维层的静电纺丝溶液，即压电聚合物溶液；然后，利用共轭静电纺丝技术，以镀金属纱线为芯电极层，将纳米压电纤维层以纳米纤维膜的形式均匀包覆到镀金属纱线上，形成包芯纱结构；再通过卷对卷工艺在包芯纱外层涂覆导电浆料，形成柔性压电纤维。本实施例的方法利用共轭静电纺丝技术制备柔性压电纤维，无需拉伸、极化等工序，即可获得压电活性优良的纳米压电纤维层材料。 [0055] 优选地，S201步骤之前，还包括： [0056] 将PVDF类压电聚合物粉末溶于DMF(Dimethyl Formamide，二甲基甲酰胺)和丙酮的溶剂混合液中，得到第一混合溶液； [0057] 在第一混合溶液中加入无机纳米颗粒添加剂，得到第二混合溶液； [0058] 搅拌第二混合溶液得到压电聚合物溶液。 [0059] 本实施例中，配置纳米压电纤维层静电纺丝溶液时，可以PVDF类压电聚合物为纺丝溶质，DMF和丙酮的混合液为溶剂，将PVDF类压电聚合物溶于DMF和丙酮的混合液中，并加入少量无机纳米颗粒作为添加剂，然后在室温下磁力搅拌24h，形成匀质静电纺丝溶液。 [0060] 优选地，压电聚合物溶液中PVDF类压电聚合物与溶剂混合液的重量比为1：5～1：12，无机纳米颗粒添加剂与PVDF类压电聚合物的重量比为1：20～1：10。 [0061] 本实施例中，丙酮占DMF和丙酮混合液的体积比为0％‑60％。PVDF类压电聚合物可选择为PVDF、P(VDF‑TrFE)、PVDF‑TrFE‑CTFE、PVDF‑HFP中的一种或多种混合。PVDF类压电聚合物与溶剂混合液的重量比为1：5～1：12。 [0062] 无机纳米颗粒添加剂可改变压电聚合物溶液的性质，从而对纳米压电纤维层的微观形态和性质进行有效调控，具体可选择活性压电陶瓷，如纳米钛酸钡、纳米锆钛酸铅、纳米氧化锌等，或惰性无机纳米颗粒，如纳米二氧化硅、碳纳米管等，添加剂可选择其中一种或多种混合。无机纳米颗粒添加剂与PVDF类压电聚合物的重量比为：1：20～1：10。 [0063] 在S202步骤中，制备纳米压电纤维层时，可以镀金属纱线为芯电极，利用共轭静电纺丝技术将静电纺丝溶液以纳米纤维薄膜的形式均匀地包覆在镀金属纱线上，形成包芯纱结构。 [0064] 图5是根据本申请实施例示出的静电纺丝装置的结构示意图。如图5所示，静电纺丝装置包括高压电源31、微流注射泵32、纺丝针管33(含金属喷头)、纱芯退绕机34、带有通孔的金属圆盘35、旋转电机36、卷绕机37、镀金属纱线38、喷射的纳米纤维39、包芯纱结构30。镀金属纱线38可选择为镀银尼龙、镀银棉线等。在镀金属纱线38两边对称区域设置2组供液装置，供液装置由微量注射泵32和纺丝针管33组成，高压电源31的正极与2组纺丝针管 33上的金属喷头相连，提供相同正高压；镀金属纱线38依此通过纱线退绕机34出线口、金属圆盘35通孔、卷绕机37进线口，形成卷对卷的包芯纱通道；金属圆盘35在旋转电机36的驱动下与包芯纱结构30同轴旋转，同时金属圆盘35与高压电源31负极永久接地。共轭静电纺丝过程中，纺丝液储存在纺丝针管33中，通过微量注射泵32缓慢挤出供液；纺丝的金属喷头与金属圆盘35间形成高压静电场，喷头处纺丝液在高压电场牵伸下形成泰勒锥，随着纺丝过程中溶剂的挥发，最终形成纳米纤维；金属圆盘35通过旋转对纳米纤维进行取向、集束、加捻、成纱，最终在镀金属纱线38上形成纳米纤维层。在静电纺丝工艺中，镀金属纱线的运动方向与电场方向垂直，在生成纳米压电纤维层时，由于电场力和镀金属纱线拉力的共同作用，使纳米压电纤维中无压电效应的α晶型转变为β晶型，无需额外工艺即可保证纳米压电纤维的高极化程度，最终得到压电活性稳定的纳米压电纤维层。本实施例采用的静电纺丝的工艺和设备都比较简单，结果稳定可靠，而且可实现连续生产。 [0065] 其中，在共轭静电纺丝工艺参数中，高压电源电压为12‑18kV；纺丝流速为0.5‑1.2mL/h；纺丝喷头与中轴镀金属纱线距离为12‑15cm；金属圆盘转速为100‑500RPM；卷绕机转速可根据所需纳米纤维层的厚度进行调节。 [0066] 需要说明的是，在电纺丝过程中，喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。在外加电场作用下，受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴，在电场诱导下表面聚集电荷，受到一个与表面张力方向相反的电场力。当电场逐渐增强时，喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的泰勒锥。 [0067] 基于上述静电纺丝方法制备的PVDF基柔性纳米纤维压电薄膜纳米压电纤维层，其扫描电子显微镜(SEM，Scanning Electron Microscope)照片如图6所示。该静电纺丝得到的纳米压电纤维层中纤维粗细分布均匀，直径约为500nm，纤维表面光滑。 [0068] 优选地，S203步骤，包括： [0069] 在包芯纱结构的外层涂覆导电浆料； [0070] 烘干导电浆料后形成包覆包芯纱结构的导电层，得到柔性压电纤维。 [0071] 优选地，S203步骤，还包括： [0072] 包芯纱结构经导辊进入导电浆料池浸渍导电浆料； [0073] 包芯纱结构涂覆上导电浆料后，再经导辊通过刮刀口，刮刀口将包芯纱结构上的多余浆料刮除掉； [0074] 对包覆导电浆料的包芯纱结构经导辊进行烘干，得到柔性压电纤维。 [0075] 本实施例中，制备导电层时，可将包芯纱结构以卷对卷的方法涂覆导电浆料，并加热烘干，得到柔性压电纤维。图7是根据本申请实施例示出的导电层包覆装置的结构示意图。如图7所示，导电层包覆装置包括纱芯退绕机51、导辊52、导电浆料池53、刮刀口54、烘干箱55、卷绕机56、包芯纱结构57、导电浆料58、涂覆上壳层电极的包芯纱59，即柔性压电纤维。具体地，包芯纱结构57通过纱线退绕机51出线口，经导辊52进入导电浆料池53浸渍导电浆料；包芯纱结构57涂覆上导电浆料后，再经导辊52通过刮刀口54，刮刀口54将包纱芯结构57上的多余浆料刮除掉，使导电浆料均匀包覆在包芯纱结构57的外层；导电浆料包覆均匀的包芯纱结构57经导辊52进入烘干箱55，烘干箱的温度为60‑100℃，使导电浆料中的溶液和有机成分充分挥发，最后再通过卷绕机56对柔性压电纤维进行打卷封装。通过涂覆导电浆料后烘干得到导电层的方法，操作简单，效率高，且能够实现连续生产。 [0077] 本发明提出了一种柔性压电纤维的制备方法，以镀金属纱线为芯电极，利用共轭静电纺丝技术在芯电极外层包覆压电纳米纤维纳米压电纤维层，形成包芯纱结构；然后，通过卷对卷方式在包芯纱外层涂覆壳电极，形成柔性压电纤维。本方法制备的柔性压电纤维可用于制备音频传感器，具有麦克风采集声音信号和扬声器传播声音信号的双重功能，可以实现声‑电的可逆转化。此外，本发明的音频传感器改变了目前柔性平面薄膜状音频传感器的形态，形成了以一维纤维形态的音频传感器，可以实现复杂的柔性变形，满足任何异形曲面的共形，适用于无人平台一体化集成。当然，柔性压电纤维也可以制备其他类型的传感器，例如柔性纤维压力传感器、柔性纤维气味传感器等。 [0078] 本申请实施例的柔性压电纤维的制备方法，包括：提供压电聚合物溶液和镀金属纱线；通过静电纺丝将压电聚合物溶液形成包覆于镀金属纱线表面的纳米压电纤维层，得到包芯纱结构；在包芯纱结构的外层包覆导电层，得到柔性压电纤维。本方法制备的柔性压电纤维与异形曲面共形能力好，压电活性稳定。 [0079] 第三实施例 [0080] 图8是根据本申请实施例示出的柔性压电织物的结构示意图。如图8所示，本实施例中，示例性的提供一种柔性压电织物，包括纺织纤维； [0081] 如第一实施例所述的柔性压电纤维，或，采用如第二实施例所述的柔性压电纤维的制备方法制备得到的柔性压电纤维； [0082] 纺织纤维和柔性压电纤维形成混合编织结构。 [0083] 在一实施方式中，柔性压电织物可以纺织纤维为经纱，柔性压电纤维为纬纱，形成混合编织结构。 [0084] 优选地，纺织纤维可选择为棉纤维、麻纤维、蚕丝纤维、羊毛纤维以及各种化学纤维。 [0085] 优选地，柔性压电织物的组织结构可以为平纹、斜纹、缎纹中的一种。 [0086] 本申请实施例的柔性压电织物，包括纺织纤维和柔性压电纤维形成的混合编织结构，通过将柔性压电纤维与传统纺织纤维混合织造，获得柔性压电织物，并进一步与电源、电路系统一体化集成，形成柔性音频织物传感器，应用于可穿戴电子设备和智能无人平台领域。 [0087] 第四实施例 [0088] 图9是根据本申请实施例示出的柔性压电织物的制备方法的流程示意图。如图9所示，本实施例的柔性压电织物的制备方法，包括以下步骤： [0089] S401.提供纺织纤维；以及如第一实施例所述的柔性压电纤维，或，采用如第二实施例所述的柔性压电纤维的制备方法制备得到的柔性压电纤维； [0090] S402.将纺织纤维和柔性压电纤维混合编织得到柔性压电织物。 [0091] 具体地，制备柔性压电织物时，以传统纺织纤维为经纱，柔性压电纤维为纬纱，通过混合织造，得到柔性压电织物。柔性压电织物的具体结构示意图如图8所示。 [0092] 优选地，纺织纤维可选择为棉纤维、麻纤维、蚕丝纤维、羊毛纤维以及各种化学纤维。 [0093] 优选地，柔性压电织物的组织结构可以为平纹、斜纹、缎纹中的一种。 [0094] 本发明提出了一种柔性压电织物的制备方法，分别以纺织纤维和柔性压电纤维为经纬纱，通过织造形成柔性压电织物。本发明设计制备的柔性压电织物可用于制作音频传感器，具有麦克风采集声音信号和扬声器传播声音信号的双重功能，可以实现声‑电的可逆转化。此外，本发明的柔性压电织物改变了目前柔性平面薄膜状音频传感器的形态，形成了三维织物形态的音频传感器，可以实现复杂的柔性变形，满足任何异形曲面的共形，适用于无人平台一体化集成。而且织物形态赋予该音频传感器特有的透气性和导湿性，更适合作为可穿戴电子器件。柔性压电织物还可用于制作其他类型的传感器，例如：柔性织物压力传感器、柔性织物气味传感器等。 [0095] 本申请实施例的柔性压电织物的制备方法，提供纺织纤维和柔性压电纤维，将纺织纤维和柔性压电纤维混合编织得到柔性压电织物。本方法制备的柔性压电织物，与异形曲面共形能力好，压电活性稳定。 [0096] 第五实施例 [0097] 在本实施例中，配置静电纺丝液时，将0.8gPVDF粉末溶于9.2gDMF和丙酮的混合溶液中，其中DMF和丙酮的体积比为2:3，再加入0.08g的纳米ZnO颗粒，将上述混合溶液置于磁力搅拌器上，室温下搅拌24h，得到匀质纺丝溶液。 [0098] 制备纳米压电纤维层时，选择镀银尼龙作为芯电极，缠绕到绕线装置上；将静电纺丝溶液分别置于两个纺丝针管中，进行共轭静电纺丝；其中，纺丝电压为15kv，纺丝流速为0.7mL/h，纺丝喷头距离中轴镀银尼龙为12cm；金属圆盘转速为300RPM。 [0099] 制备导电层时，选择导电银浆作为导电浆料，将包芯纱结构缠绕到导电浆料涂覆装置中，设置干燥箱温度为80℃，通过卷绕机打卷收集得到柔性压电纤维。 [0100] 制备柔性压电织物时，以棉纤维为经纱，以柔性压电纤维为纬纱，通过织造，得到平纹结构的柔性压电织物。 [0101] 第六实施例 [0102] 在本实施例中，配置静电纺丝液时，将1gP(VDF‑TrFe)粉末溶于9gDMF和丙酮的混合溶液中，其中DMF和丙酮的体积比为1:1，再加入0.05g的纳米钛酸钡颗粒，将上述混合溶液置于磁力搅拌器上，室温下搅拌24h，得到匀质纺丝溶液。 [0103] 制备纳米压电纤维层时，选择镀银尼龙作为芯电极，缠绕到绕线装置上；将静电纺丝溶液分别置于两个纺丝针管中，进行共轭静电纺丝；其中，纺丝电压为18kv，纺丝流速为1mL/h，纺丝喷头距离中轴镀银尼龙为12cm；金属圆盘转速为500RPM。 [0104] 制备导电层时，选择导电银浆作为导电浆料，将包芯纱结构缠绕到导电浆料涂覆装置中，设置干燥箱温度为80℃，通过卷绕机打卷收集得到柔性压电纤维。 [0105] 制备柔性压电织物时，以涤纶纤维为经纱，以柔性压电纤维为纬纱，通过织造，得到斜纹结构的柔性压电织物。 [0106] 第七实施例 [0107] 在本实施例中，配置静电纺丝液配置时，将0.5gP(VDF‑TrFE)粉末和0.5gPVDF‑TrFE‑CTFE粉末混溶于9gDMF和丙酮的混合溶液中，其中DMF和丙酮的体积比为1:1，再加入0.1g的纳米锆钛酸铅颗粒，将上述混合溶液置于磁力搅拌器上，室温下搅拌24h，得到匀质纺丝溶液。 [0108] 制备包芯纱结构时，选择镀银棉线作为芯电极，缠绕到绕线装置上；将静电纺丝溶液分别置于两个纺丝针管中，进行共轭静电纺丝；其中，纺丝电压为15kv，纺丝流速为0.8mL/h，纺丝喷头距离中轴镀银尼龙为15cm；金属圆盘转速为500RPM。 [0109] 制备导电层时，选择导电碳油作为导电浆料，将包芯纱结构缠绕到导电浆料涂覆装置中，设置干燥箱温度为100℃，通过卷绕机打卷收集得到柔性压电纤维。 [0110] 制备柔性压电织物时，以蚕丝纤维为经纱，以柔性压电纤维为纬纱，通过织造，得到缎纹结构的柔性压电织物。 [0111] 上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈