一種織物電阻傳感器及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紡織新材料應用技術領域，具體涉及一種織物電阻傳感器及其制備方法。
【背景技術】
[0002]傳感器是一種廣泛使用的檢測裝置，能將感受到的被測量信息(包括物理信息、化學信息、生物信息等)，按一定規律變換成便于處理和傳輸的另一種信息(一般為電信號或其他所需形式的信息)輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。近幾十年來，現代測量、控制和自動化技術日新月異的發展使人們越來越意識到傳感器技術的重要性。特別是近年由于經濟發展、科技進展及生態環境保護等方面的需要，傳感器在各個領域中所呈現的重要作用也日益突顯。目前傳感器技術主要應用在工業生產自動化、能源、交通、災害預測、安全防衛、環境保護、醫療衛生等幾乎涉及人類生產生活的所有方面，傳感器不僅能代替人的感官功能檢測信息的變化，更為重要的是，在超出人的感官感受范圍的微小信息變化以及人的感官不能感受的信息類型，傳感器亦發揮了十分重要的作用。
[0003]傳感器技術是利用各種功能材料實現信息監測的一門應用技術，它是傳感原理和材料科學的有效結合。傳感原理指傳感器工作時所依據的物理效應、化學反應和生物反應等機理，而材料則是實現傳感器技術的物質基礎，從某種意義上說，傳感器也就是能感知外界各種被測信號的功能材料。
[0004]作為一種兼具信息與電流傳輸功能的材料，導電纖維在傳感器領域發揮著重要作用。與大多數商業化的傳感器相比，以導電纖維集合體制成的傳感器(紡織結構傳感器)具有十分明顯的優點，如:成本低廉、輕薄透氣、柔軟可穿戴、具有大的變形能力、變形易回復等。目前對紡織結構傳感器的研宄已經取得了長足的進步，已成功地應用于人體功能監測、智能服裝等領域。
[0005]目前的紡織結構傳感器，主要以金屬導電纖維如銅絲、不銹鋼絲等為原料，具有紡紗難度大、織造性能差、織物手感硬、穿著舒適性差等缺點；另外一部分傳感器則以普通纖維制成織物之后，對其進行導電處理，如導電聚合物聚吡咯涂層、氣相沉積等，賦予織物導電性能，此類傳感器在結構設計上缺乏靈活性，如難以實現導電紗線與普通紗線的交織等，對不同需求的傳感器設計較為困難。因此有必要發明一種紡織結構傳感器及織物傳感器的制備方法，能夠解決上述問題。

【發明內容】

[0006]為了達到上述目的，本發明提供了一種織物電阻傳感器及其制備方法，通過使用聚苯胺復合導電紗線紡織成具有三層夾心結構的織物電阻傳感器，解決上述紡紗難度大、織造性能差、織物手感硬、穿著舒適性差等問題。
[0007]本發明提供的一種織物電阻傳感器，所述織物電阻傳感器的結構從上至下分為三層，分別是第一層織物、第二層織物與第三層織物，所述第二層織物使用的紗線中含有聚苯胺復合導電紗線。
[0008]作為優選，所述聚苯胺復合導電紗線為表面含有導電態的聚苯胺的紗線，所述聚苯胺復合導電紗線表面含有的導電態的聚苯胺是當紗線表面吸附苯胺單體和氧化劑、摻雜酸在紗線表面氧化聚合形成的。
[0009]作為優選，所述聚苯胺復合導電紗線使用的基材為采用常壓等離子體進行預處理過的紗線。
[0010]作為優選，所述第一層織物和第三層織物使用的紗線為不導電紗線，所述第一層織物、所述第二層織物與所述第三層織物之間皆通過縫合線連接。
[0011]作為優選，所述織物電阻傳感器的拉伸變形在所述織物電阻傳感器的縱向進行。
[0012]作為優選，所述織物電阻傳感器為平面狀、圓筒形、三維立體形。
[0013]本發明還提供一種上述的織物電阻傳感器的制備方法，包括以下步驟:
[0014]步驟一:提供聚苯胺復合導電紗線，將所述聚苯胺復合導電紗線絡筒，并上蠟。
[0015]步驟二:提供針織橫機，使用廢紗起頭后，改用已上蠟的紗線的編織所述第二層織物，所述已上蠟的紗線中含有所述聚苯胺復合導電紗線，將所述第二層織物的縱向邊緣用導線固結。
[0016]步驟三:提供第一紗線和第二紗線，使用針織橫機分別將所述第一紗線編織成所述第一層織物，將所述第二紗線編織成第二層織物，使用縫合線將所述第二層織物的縱向邊緣部分與所述第一層織物、所述第三層織物縫合。
[0017]作為優選，步驟二中所述已上蠟紗線為氨綸單絲與所述聚苯胺復合導電紗線。
[0018]作為優選，所述第一紗線與所述第二紗線均為絕緣的紗線。
[0019]作為優選，所述針織橫機通過調節彎紗三角深度來改變所述織物電阻傳感器的縱密，所述針織橫機通過參加編織的針數來確定所述織物電阻傳感器的幅寬。
[0020]與現有技術相比，本發明的有益效果是:本發明提供的織物電阻傳感器，
[0021]織物電阻傳感器的結構從上至下分為三層，分別是第一層織物、第二層織物與第三層織物，所述第二層織物使用的紗線含有聚苯胺復合導電紗線。本發明還提供一種上述織物電阻傳感器的制備方法，在采用常壓等離子體預處理過的紗線作為基材表面吸附苯胺單體和氧化劑、摻雜酸在紗線表面氧化聚合形成的聚苯胺復合導電紗線，將含有這種聚苯胺復合導電紗線編制成為第二層織物，在第二層織物上下各編織一層由普通不導電紗線制備成的織物層，這種三層夾心結構的織物傳感器使得織物手感柔軟、服用舒適性好等優點，且可以制造多種形狀的織物傳感器，如平面狀、圓錐狀、三角狀的優點，具有造型靈活多變的優點。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明提供的織物電阻傳感器結構示意圖；
[0023]圖2為本發明提供的不同縱密的織物電阻傳感器的應變-電阻傳感性能示意圖；
[0024]圖3為本發明提供的1#織物電阻傳感器的傳感重復性示意圖。
[0025]圖中:1-第一層織物、2-第二層織物、3-第三層織物、4-導線。
【具體實施方式】
[0026]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0027]本發明提供的一種織物電阻傳感器，所述織物電阻傳感器的結構從上至下分為三層，分別是第一層織物1、第二層織物2與第三層織物3，所述第二層織物2含有聚苯胺復合導電紗線。
[0028]制備所述聚苯胺復合導電紗線，具有以下步驟:
[0029]紗線的預處理:紗線采用常壓等離子體進行預處理，以提高其表面粗糙度，增大其表面吸附性能，以提高聚苯胺導電層的厚度及連續性，增大紗線的電導率，并增強紗線對聚苯胺導電層的機械鎖結作用，使之不易從纖維表面脫落，提高其可加工性和耐用性。
[0030]紗線的導電處理:經預處理后的紗線在連續運行狀態下先后吸附苯胺單體和氧化劑、摻雜酸溶液，使苯胺在紗線表面摻雜聚合生成導電態聚苯胺，賦予紗線導電性能。
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