DOI: 10.1002/pi.6177
压电织物因其稳定的能量转换特性、高灵敏度和稳定的力学性能,在可穿戴传感器中得到了广泛的应用。在这项研究中,以镀银尼龙纱线为芯,聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维为包裹材料,形成了压电包覆纱线。通过对压电包覆纱线的力学性能、β相比、结晶度和压电性能进行研究,探索了纺丝工艺参数对压电纱线结构和结晶度的影响。结果表明,在该实验中,包覆纱线的结晶度达到49.57%,用于压电时,压电电压常数可达0.4323mVm/N。包覆纱线具有良好的柔软度和传感层的结构优势,在可穿戴柔性传感器等领域有着广泛的应用前景。
图1.PVDF包覆纱线的制备过程。
图2.新型静电纺丝组件图。
图3.定制的施压机。
图4.与(a)200TPM,(b)400TPM,(c)600TPM,(d)800TPM和(e)1000TPM相关的压电包覆纱线上的纳米纤维直径的SEM图像(300倍)。(f)TPM对直径和PVDF压电纳米纤维纱线的影响。
图5.由(a)200TPM,(b)400TPM,(c)600TPM,(d)800TPM和(e)1000TPM制成的压电包覆纱线的SEM图像(2000倍)。
图6.由(a)200TPM,(b)400TPM,(c)600TPM,(d)800TPM和(e)1000TPM制成的压电包覆纱线的直径分布。
图7.(a)压电纳米纤维包覆纱线的应力-应变曲线,(b)镀银尼龙的拉伸强度和(c)伸长率与TPM的关系。
图8.压电PVDF纳米纤维的结构特征:(a)FT-IR和(b)DSC。
图9.(a)压电电势;(b)电流输出;(c)压电电压常数与TPM的关系。