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专利号: 2021101672699
申请人: 武汉纺织大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、制备二氧化硅纳米微球,并采用氨基硅烷偶联剂对所述二氧化硅纳米微球进行改性;待反应充分后,经离心、洗涤、分散,得到改性二氧化硅纳米微球悬浮液;

S2、分别配制预设浓度的聚乙烯醇纺丝液和碳纳米管溶液,再将所述聚乙烯醇纺丝液和所述碳纳米管溶液混合,制备聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液;向所述聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液中加入预定量的戊二醛,充分反应后,得到改性聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液;

S3、对步骤S2得到的所述改性聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液进行湿法纺丝,得到改性聚乙烯醇/碳纳米管纤维;

S4、将步骤S3得到的所述改性聚乙烯醇/碳纳米管纤维置于步骤S1得到的所述改性二氧化硅纳米微球悬浮液中,充分浸渍后干燥,得到基于吸湿变色的纤维基湿度传感器。

2.根据权利要求1所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述二氧化硅纳米微球的制备方法包括如下步骤:将乙醇、去离子水、氨水按预设体积比混合均匀,得到反应液A;再将正硅酸四乙酯加入乙醇中,控制所述氨水与所述正硅酸四乙酯的体积比为(2~9):(2~5),充分搅拌后得到反应液B;将所述反应液B加入所述反应液A中,在20~30℃下恒温搅拌6~10h,待反应充分后得到二氧化硅纳米微球。

3.根据权利要求2所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述改性二氧化硅纳米微球悬浮液包括乙醇和分散于乙醇中的改性二氧化硅纳米微球;所述改性二氧化硅纳米微球的粒径为200~500nm。

4.根据权利要求1所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,所述聚乙烯醇纺丝液的预设浓度为20%~25%;所述碳纳米管溶液的预设浓度为0.5%~3%。

5.根据权利要求4所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,所述聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液的浓度为15%~18%,所述聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液中聚乙烯醇与碳纳米管的质量比为(100~200):(1~2)。

6.根据权利要求1所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,所述戊二醛的添加量占所述聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液总体积的0.06%~

0.25%。

7.根据权利要求6所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,得到的所述改性聚乙烯醇/碳纳米管纤维的交联度为30%~95%。

8.根据权利要求1~7中任一权利要求所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,所述湿法纺丝过程包括将所述改性聚乙烯醇/碳纳米管纺丝液挤出至硫酸钠凝固浴中进行纺丝,所述挤出速度为15~25mL/h。

9.根据权利要求1~8中任一权利要求所述的基于吸湿变色的纤维基湿度传感器的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述氨基硅烷偶联剂包括但不限于氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的一种。

10.一种基于吸湿变色的纤维基湿度传感器,其特征在于:所述基于吸湿变色的纤维基湿度传感器根据权利要求1~9中任一权利要求所述的制备方法制备得到,包括改性聚乙烯醇/碳纳米管纤维以及负载于所述改性聚乙烯醇/碳纳米管纤维表面的改性二氧化硅纳米微球。