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【6h】

用于智能纺织品的纤维材料电导率梯度分布形态分析

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摘要

近年来，科学技术的快速发展、电子与信息技术的广泛应用，以智能纺织品为基础来构建“智能微环境”的设想，使智能纺织品的研究成为纺织前沿技术领域的热点研究课题。智能纺织品将微电子、信息、计算机等技术融合到纺织品中，目前智能纺织品的控制和驱动单元通常由技术较为成熟的电脑芯片构成，研究如何利用纺织品实现电脑芯片的控制与驱动效果，是实现智能纺织品真正智能化与舒适化所要解决的关键问题。本文在已有对智能导电纺织品的研究基础之上，以制备织物电子元件为目标，采用自行设计的发生装置在低温低压条件下制备具有良好电学稳定性和耐久性的聚吡咯梯度电阻织物，为进一步制备出柔性的、可穿着的智能纺织品提供了良好的基础。
　　 本课题以腈纶纬平针织物为基布，采用聚吡咯气相沉积的方法，选用低温低压的工艺路线制备了导电织物，而后将所合成的导电织物经过蒸馏水、乙醇溶液和稀草酸溶液清洗处理，存放于常态和密封条件下。在与未经任何处理的、存放于两种状态下的试样进行对比，得到各类试样的电学稳定性与耐久性，得出最佳的清洗溶液与存放条件。在该试验的基础上，通过单因子试验设计的方法，通过控制合成装置内的气压条件合成聚吡咯织物，将每种气压条件下的试样以最佳的清洗溶液进行清洗处理，存放在常态和密封条件下，分析各个条件下聚吡咯织物的电学稳定性和耐久性，得出最佳的合成气压条件和存放条件。
　　 同样采用腈纶纬平针织物为基布，分别以医用胶带贴片、塑料胶带贴片和甲基环己烷钛白粉(涂改液)进行规律性的贴覆处理，再以低温低压气相法合成为聚吡咯导电织物。分别测试试样各部分电阻值后，发现各区域电阻值随试样被覆盖面积的增多而增大。以试样未被覆盖区域的电阻值为基准，将各区域的电阻值与标准区域电阻值比值的倒数定义为导通率，可求得各区域的导通率；根据各区域的覆盖情况可计算得到各区域聚吡咯覆盖率。作各区域的导通率同聚吡咯覆盖率之间的关系图，并作线性拟合曲线，发现线性拟合结果非常显著，这表明：本次试验方法所得到的关于导通率同聚吡咯覆盖率之间的关系，对开发与生产精确的、多级梯度的电阻梯度织物具有指导意义。
　　 以针织物的结构变化为基础，采用移圈、改变编织时垫入织针的纱线数量、改变参加编织的织针数量的方法制备了结构具有明显梯度变化特点的基布材料，再以低温低压气相法合成为聚吡咯导电织物。经过测试试样各个区域的电阻之后，发现以上三种方法所得到的三类试样的电阻值也同聚吡咯的覆盖率呈现出一定的关联。以试样上聚吡咯覆盖量最大的区域为基准，计算各区域的导通率和聚吡咯覆盖率，并作二者之间的线性拟合曲线，结果表明这二者之间的线性关系显著。本次试验的结果说明该实验所采用的方法和数据结论可用于指导生产具有精确的、多级梯度的电阻梯度织物。
　　 本课题所进行的试验方法、实验过程所得到的实验数据、试验过程的思考方式用于制备智能纺织品的梯度电阻织物的开发与制备提供了重要的理论指导和实践基础。

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