一种可清洗压力传感器纺织品及其制备方法与流程

本发明涉及纺织工程，尤其涉及一种可清洗压力传感器纺织品及其制备方法。

背景技术：

1、当今“万物互联”的时代激发了可穿戴电子设备的迅速发展。其中，得益于优异的透气性、传感舒适性与独特的编制结构，以纺织品为基底的柔性传感器近年来受到学术界与工业界的广泛关注。制备纺织品传感器主要有两种策略：一是从纺织品纤维的纺丝工艺着手，将各种导电填料(例如液态金属、碳纳米管、石墨烯、各种金属纳米颗粒等)与纺丝原液结合，再利用静电纺丝、湿法纺丝、混合纺丝等纺丝工艺生产出导电纤维，再将纤维编织成大面积的导电纺织品。第二中策略是将功能材料通过印刷、浸泡分散液、气相沉积等方式直接分散到商业纺织品上。麂皮绒通常指经编海岛丝和纬编涤纶丝组成的人造皮革，其轻薄透气、穿着舒适，已被广泛的应用于服装、汽车行业。此外，麂皮绒由海岛超细纤维层层堆叠，形成独特的三维立体结构，这为实现压力传感功能提供了条件。

2、目前，基于纺织品的压力传感器主要面临以下挑战：

3、1.导电填料与纺织品的界面不稳定，界面结合力较弱。功能材料易脱落或被剥离，作为智能纺织品无法应对人的剧烈活动。

4、2.通常需要使用特制的纤维制备导电纺织品。制备工艺复杂，成本高，且现有的纺织技术难将制备的导电纤维编织成纺织品，无法适应大规模生产。

5、3.耐洗性是电子纺织品的一大挑战。其表面的功能材料在被水流冲刷时极易脱落或失效，且在穿戴时人体的汗液也会将电子纺织品腐蚀，造成不可逆的性能衰退。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供一种新型材料结构的可清洗的压力传感器纺织品。

2、本发明提供一种可清洗压力传感器纺织品，所述可清洗压力传感器纺织品包括基础涤纶面料织物及羟基修饰的碳纳米管，所述基础涤纶面料织物的表面修饰有多巴胺。

3、优选的，所述基础涤纶面料织物为麂皮绒织物，所述麂皮绒织物选自定岛形涤纶超细纤维麂皮绒或定海形涤纶超细纤维麂皮绒。

4、本发明还提供一种上述的可清洗压力传感器纺织品的制备方法，所述制备方法包括步骤：

5、s1、将所述基础涤纶面料织物清洗、烘干，真空状态下，将所述基础涤纶面料织物的上表面和下表面分别等离子体处理；

6、s3、将经过等离子体处理后的所述基础涤纶面料织物投入到聚多巴胺-三羟甲基氨基甲烷溶液中搅拌；

7、s4、将所述基础涤纶面料织物清洗，在碳纳米管分散液中充分浸润、烘干；

8、s5、将浸润、烘干后的所述基础涤纶面料织物真空干燥，并加入十六烷基三甲氧基硅烷，进行气相沉积，得到所述可清洗压力传感器纺织品。

9、优选的，所述聚多巴胺-三羟甲基氨基甲烷溶液的ph值为8.5。

10、优选的，所述聚多巴胺-三羟甲基氨基甲烷溶液的配制工艺包括，将0.02w.t％的盐酸多巴胺投入到100ml去离子水中，再投入0.2mol三羟甲基氨基甲烷粉末，用0.1mol/l盐酸将溶液ph值调至8.5。

11、优选的，所述碳纳米管分散液的配制工艺包括，将羧基化多壁碳纳米管或者羟基化多壁碳纳米管，与十二烷基硫酸钠，加入到去离子水中，超声搅拌。

12、优选的，加入的所述羧基化多壁碳纳米管或者所述羟基化多壁碳纳米管的质量百分比为0.005w.t％～0.5w.t％，所述十二烷基硫酸钠的质量百分百为0.01w.t％～0.1w.t％。

13、优选的，所述超声搅拌在50℃～70℃条件下进行，所述超声搅拌的时间为10分钟～60分钟，所述超声搅拌的功率为200w～300w。

14、优选的，加入的所述十六烷基三甲氧基硅烷与所述基础涤纶面料织物的重量比为(0.1～2)：1。

15、优选的，所述气相沉积通过在真空条件下，135℃～150℃温度条件下，加热4～10小时实现。

16、优选的，所述充分浸润的次数为1次～10次，所述充分浸润的时间为3秒～10秒。

17、本发明所提供的可清洗压力传感器纺织品，是一种利用商业麂皮绒制成的电子纺织品，避免了导电纤维纺织的过程，有机会实现大规模生产。具体的，本发明所提供的可清洗压力传感器纺织品，通过多巴胺的自聚合作用将多巴胺的活性基团引入到超细纤维表面，通过氨基与羟基与羧基化后的碳纳米管形成氢键，加强了界面稳定性，再将羧基化后的碳纳米管中的羟基连接疏水改性剂十六烷基三甲氧基硅烷，由此实现了稳定的三维导电网络与疏水界面。经测试证明，本发明所提供的可清洗压力传感器纺织品的性能，在经过一小时机洗后依旧保持稳定，且盐酸、氢氧化钠等化学溶液无法浸润织物表面；整个可清洗压力传感器纺织品轻薄透气，有巨大的实际应用潜力。

技术特征：

1.一种可清洗压力传感器纺织品，其特征在于，所述可清洗压力传感器纺织品包括基础涤纶面料织物及羟基修饰的碳纳米管，所述基础涤纶面料织物的表面修饰有多巴胺。

2.如权利要求1所述的可清洗压力传感器纺织品，其特征在于，所述基础涤纶面料织物为麂皮绒织物，所述麂皮绒织物选自定岛形涤纶超细纤维麂皮绒或定海形涤纶超细纤维麂皮绒。

3.一种如权利要求1或2所述的可清洗压力传感器纺织品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括步骤：

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺-三羟甲基氨基甲烷溶液的ph值为8.5。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺-三羟甲基氨基甲烷溶液的配制工艺包括，将0.02w.t％的盐酸多巴胺投入到100ml去离子水中，再投入0.2mol三羟甲基氨基甲烷粉末，用0.1mol/l盐酸将溶液ph值调至8.5。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液的配制工艺包括，将羧基化多壁碳纳米管或者羟基化多壁碳纳米管，与十二烷基硫酸钠，加入到去离子水中，超声搅拌。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，加入的所述羧基化多壁碳纳米管或者所述羟基化多壁碳纳米管的质量百分比为0.005w.t％～0.5w.t％，所述十二烷基硫酸钠的质量百分百为0.01w.t％～0.1w.t％。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述超声搅拌在50℃～70℃条件下进行，所述超声搅拌的时间为10分钟～60分钟，所述超声搅拌的功率为200w～300w。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，加入的所述十六烷基三甲氧基硅烷与所述基础涤纶面料织物的重量比为(0.1～2)：1。

10.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述气相沉积通过在真空条件下，135℃～150℃温度条件下，加热4～10小时实现；所述充分浸润的次数为1次～10次，所述充分浸润的时间为3秒～10秒。

技术总结
本发明涉及纺织工程技术领域，尤其涉及一种可清洗压力传感器纺织品及其制备方法，本发明提供的可清洗压力传感器纺织品，包括基础涤纶面料织物及羟基修饰的碳纳米管，所述基础涤纶面料织物的表面修饰有多巴胺；所述基础涤纶面料织物为麂皮绒织物，所述麂皮绒织物选自定岛形涤纶超细纤维麂皮绒或定海形涤纶超细纤维麂皮绒；本发明的可清洗压力传感器纺织品的性能在经过一小时机洗后依旧保持稳定，且盐酸、氢氧化钠等化学溶液无法浸润织物表面；整个可清洗压力传感器纺织品轻薄透气，有巨大的实际应用潜力。

技术研发人员：孙新龙,盛磊,张俊
受保护的技术使用者：空间液金技术研究（昆山）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13