PVA/AgNWs导电水凝胶微纤维的微流控制备及其性能研究

作者：师璐; 汪伟^*

来源：合成纤维工业, 2020, 43(05): 22-27.

DOI：10.3969/j.issn.1001-0041.2020.05.006

• 微纤维
• 银纳米线
• 聚乙烯醇
• 微流控
• 导电水凝胶
• 应变传感
• 温度传感
• 结构
• 性能

基于微流控技术产生的全水相喷射液流模板,由快速界面交联反应连续可控制备了含银纳米线(AgNWs)和锂离子的聚乙烯醇导电水凝胶微纤维(简称微纤维),对微纤维的结构与性能进行了研究。结果表明:以AgNWs质量浓度为10 g/L的内相流体制得的微纤维,其纤维截面呈三维多孔网络结构,且多孔网络结构中较均匀分布着AgNWs颗粒,该纤维的表面结构致密且均匀地分布着大量银元素,其含银的质量分数为17.65%;AgNWs的引入有效提高了微纤维的导电性能和力学性能,该微纤维电阻值最小达到392.28 kΩ;通过浸泡乙二醇/水溶液赋予了微纤维良好的抗冻能力和力学性能,降温至-60℃时微纤维内部的水溶液亦不会发生凝固,该微纤维的断裂伸长率、断裂强度和弹性模量由浸泡前的498.6%、1.67 kPa和1.9 MPa分别提高到浸泡后的633.7%、7.36 kPa和5.06 MPa;该微纤维可在较宽的应变范围(0～250%)内灵敏(灵敏度系数为2.02)、重复、稳定地响应外界拉伸作用,从而展现出相应的电阻变化;同时,该微纤维亦可灵敏重复地响应外界温度变化(0～60℃),而展现出灵敏、重复的电阻变化,显示出优良的应变/温度双重的传感功能。