Page 104 - 《精细化工》2022年第6期

第 39 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.39, No.6
2022 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2022

功能材料
纳米银颗粒-聚氨酯导电纤维的制备

及拉伸传感应用

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张宁仪，王潮霞
（江南大学 生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214000）

摘要：为了提高导电纤维的可拉伸性，采用湿法纺丝制备聚氨酯纤维（TPU），将 TPU 纤维浸渍三氟乙酸银溶
液并还原制备了纳米银颗粒/聚氨酯导电纤维(AgNPs-TPU 导电纤维)。探究了不同制备条件下 AgNPs-TPU 导
电纤维的导电性和拉伸性，研究了 AgNPs-TPU 导电纤维拉伸传感性能。结果表明，以质量分数 25%的 TPU
纺丝液所制备的 TPU 纤维浸渍 20 g/L 三氟乙酸银溶液还原 4 次后，AgNPs-TPU 导电纤维电阻为 10.79 Ω，抗
拉伸强度为 5.14 MPa，断裂伸长率为 576.18%。在不同拉伸应变下，AgNPs-TPU 导电纤维可通过自身电阻变
化率的变化对不同的拉伸应变信息进行表征，实现将拉伸应变信号稳定转化为电信号，并具有良好的拉伸传
感性能。
关键词：纳米银；聚氨酯；导电纤维；拉伸应变传感性；循环利用性；功能材料
中图分类号：TQ340.64；TQ323.8 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2022) 06-1170-09 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Preparation of AgNPs-polyurethane conductive fiber
and its application in tension sensing

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ZHANG Ningyi, WANG Chaoxia
（Key Laboratory of Eco-textile Science and Technology of Ministry of Education, Jiangnan University, Wuxi 214000, Jiangsu, China）

Abstract: In order to improve the stretchability of conductive fiber, polyurethane fiber (TPU fiber) was
prepared by wet spinning method. The TPU fiber was impregnated in silver trifluoroacetate solution and
reduced to prepare silver nanoparticles/polyurethane conductive fiber (AgNPs-TPU conductive fiber). The
conductivity and stretchability of AgNPs-TPU conductive fibers prepared under different conditions were
explored. The tensile sensing properties of AgNPs-TPU conductive fiber were studied. The results showed
that the TPU fibers prepared with mass fraction 25% TPU spinning solution were immersed in 20 g/L silver
trifluoroacetic acid solution and reduced for 4 times had a resistance per unit length of 10.79 Ω, tensile
strength of 5.14 MPa and elongation at break of 576.18%. Under different tensile strains, AgNPs-TPU
conductive fiber could characterize different tensile strain information through the change of resistance rate,
which could realize the stable conversion of tensile strain signal into electrical signal and had good tensile
sensing performance.
Key words: nano silver; polyurethane; conductive fiber; tensile strain sensing performance; recyclability;
functional materials

近年来，智能可穿戴柔性电子设备被广泛用于 纤维器件与“物联网”人体智能监测应用的结合 [2-4] 。
[1]
智能传感、智能加热控温等诸多领域 。其中，高性 而传统的导电材料因其不可拉伸性极大地限制了柔
[5]
能的导电功能纤维的制备与开发推动了智能可穿戴 性智能电子纤维器件的发展 。

收稿日期：2021-09-29; 定用日期：2022-02-16; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210994
基金项目：国家自然科学基金（21975107）
作者简介：张宁仪（1998—），男，硕士生，E-mail：1198218191@qq.com。联系人：王潮霞（1969—），女，教授，E-mail：wchaoxia@sohu.com。