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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115979314A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310005143.0D04H1/4382(2012.01)(22)申请日2023.01.04(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人王瀚琦常艳娇周艢赵骞赵新华张露予宋欣霓乔彩虹(74)专利代理机构安徽潍达知识产权代理事务所(普通合伙)34166专利代理师宋伟鹏(51)Int.Cl.G01D5/24(2006.01)D04H1/728(2012.01)D01D5/00(2006.01)D04H1/4318(2012.01)权利要求书2页说明书6页附图9页(54)发明名称一种纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器及其制备方法(57)摘要本发明提供一种纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器及其制备方法,所述的制备方法包括聚偏氟乙烯‑离子液体纳米纤维薄膜制备、聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜制备、导电聚偏氟乙烯纳米纤维膜制备和高灵敏度低电阻纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器制备等步骤。本发明基于由共轭纺丝获得的具有取向性的聚偏氟乙烯基介电层、电极层、封装层,实现高力学强度的同时在结构角度实现良好透气性,并建立全部由聚偏氟乙烯基纳米纤维膜组成柔性传感器的织物基础,实现穿戴舒适性技术要求。本发明工艺具有高效、便捷、可重复的特点,所制备的基于高灵敏度离子薄膜的织物型柔性电容传感器兼顾高力学特性、高电导率、高灵敏度、高线性度及高穿戴舒适性。CN115979314ACN115979314A权利要求书1/2页1.一种纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1、聚偏氟乙烯‑离子液体纳米纤维薄膜制备:1.按体积VDMF:VAC=6:4的比例配置N‑N二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液,在50℃油浴条件下,将聚偏氟乙烯粉末缓慢加入混合溶液中,机械搅拌,直至PVDF粉末完全溶解获得浓度15wt.%的PVDF混合溶液;2.按离子液体占PVDF粉末的质量分数,将40wt.%‑70wt.%的离子液体加入PVDF混合溶液中,在50℃油浴条件下,机械搅拌,直至离子液体与PVDF混合溶液充分混合,获得聚偏氟乙烯‑离子液体纺丝液;3.经超声处理后,用注射器抽取一定体积的聚偏氟乙烯‑离子液体纺丝液共轭纺丝,获得一定厚度及宽度的聚偏氟乙烯‑离子液体纳米纤维薄膜;步骤2、聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜制备:1.按体积VDMF:VAC=6:4的比例配置N‑N二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液,在50℃油浴条件下,将聚偏氟乙烯粉末缓慢加入混合溶液中,机械搅拌,直至PVDF粉末完全溶解获得浓度15wt.%PVDF混合溶液;2.经超声处理后,用注射器抽取一定体积的PVDF混合溶液,共轭纺丝,获得一定厚度及宽度的聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜;步骤3、导电聚偏氟乙烯纳米纤维膜制备:1.按体积VDMF:VAC=6:4的比例配置N‑N二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液,在50℃油浴条件下,将聚偏氟乙烯粉末缓慢加入混合溶液中,随后按MPVP:MPVDF=0.35的比例将PVP粉末缓慢加入混合溶液中,机械搅拌,直至PVDF与PVP粉末完全溶解获得浓度15wt.%的PVDF混合溶液;2.经超声处理后,用注射器抽取一定体积的PVDF混合溶液,共轭纺丝,获得一定厚度及宽度的含PVP聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜;3.将含PVP聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜浸入乙醇溶液中2‑3h,然后取出烘干获得多孔聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜;4.按质量比MPVP:M去离子水=1:9的比例配置,经磁力搅拌获得聚乙烯吡咯烷酮溶液;将抗坏血酸溶于去离子水中,经磁力搅拌配置成浓度14.1mg/mL的抗坏血酸溶液;将硝酸银加入去离子水中,配制成0.6mol/L‑1.4mol/L的硝酸银溶液;5.将抗坏血酸溶液与PVP溶液等体积混合均匀后作还原剂溶液,将硝酸银溶液与PVP溶液等体积混合均匀后作被还原溶液;6.将多孔聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜浸入被还原溶液中3‑4小时,随后取出置入还原剂溶液中3‑4小时,随后取出吸干残余溶液获得导电聚偏氟乙烯纳米纤维膜;步骤4、高灵敏度低电阻纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器制备:1.将聚偏氟乙烯‑离子液体纳米纤维薄膜按尺寸参数裁剪并对半折叠,作柔性电容传感器介电层;2.将导电聚偏氟乙烯纳米纤维膜按尺寸参数裁剪,作柔性电容传感器电极层,其尺寸参数略大于介电层;3.将聚偏氟乙烯纳米纤维薄膜按尺寸参数裁剪,作柔性电容传感器封装层材料,其尺寸参数略大于电极层;2CN115979314A权利要求书2/2页4.依次按照封装层、电极层、介电层、电极层、封装层的顺序,将各型材料组合封装获得高灵敏度低电阻纳米纤维薄膜织物型柔性电容传感器。2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维薄