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Environmentally Degradation of r-PMMA/PMMA-Blend-PU/ecoflex Sheet

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Journal of Environmental Science and Engineering(A) 2012年第8期1卷 1036-1042页

作者： Narumol Kreua-ongarjnukool Kwankao Karnpakdee Pensiri Rattanasupa Department of lndustrial Chemistry Faculty of Applied Science King Mongkut 's University of Technology North Bangkok Bangkok10800 Thailand

Poly （methyl methacrylate） scrap was applied to prepare the impact modification of r-PMMA/PMMA-blend-PU/ecoflex sheet by casting process. The ecoflex and polyurethane were used as biodegradable polymer and impact modified respectively. This research was ascertained tile way to reduce the processing cost of PMMA sheet and the industrial waste by recycled PMMA scrap into the production process. The r-PMMA/PMMA-blend-PU/ecoflex sheet was studied potential degradation by landfills for six months. After degradation the percentage of weight loss of specimens was increasing depend on amount of ecoflex content and degradation period. While, the surface morphology of r-PMMA/PMMA-blend-PU/ecoflex sheet after six months was damaged and demonstrated that ecoflex had an effect on PMMA-blend-PU sheet in potential biodegradation. The mechanical and physical properties of r-PMMA/PMMA-blend-PU/ecoflex sheet were described. Finally, the impact strength of r-PMMA/PMMA-blend-PU/ecoflex sheet from this research, it is possible to use r-PMMA and ecoflex in the acrylic casting sheet product.

关键词： ecoflex casting process PMMA/PU IPNs (interpenetrating polymer networks) PMMA scrap.

基于ecoflex/AgNWs/MWCNTs的柔性可拉伸应变传感器的研究

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基于Ecoflex/AgNWs/MWCNTs的柔性可拉伸应变传感器的研究

作者：郭馨天津工业大学

学位级别：硕士

近年来柔性电子器件获得广泛的关注,其中柔性应变传感器由于具有可穿戴、高性能、便携、舒适等特点,在可穿戴设备、柔性电子皮肤、人机交换、智能医疗、柔性显示屏等领域展现出广阔的应用前景,已成为研究热点。然而基于纳米材料与聚合... 详细信息

近年来柔性电子器件获得广泛的关注,其中柔性应变传感器由于具有可穿戴、高性能、便携、舒适等特点,在可穿戴设备、柔性电子皮肤、人机交换、智能医疗、柔性显示屏等领域展现出广阔的应用前景,已成为研究热点。然而基于纳米材料与聚合物柔性基底的柔性应变传感器存在一些需要解决的问题,如灵敏度低、拉伸范围小、稳定性耐久性差等。本课题的研究结果表明,多壁碳纳米管(MWCNTs)掺杂高长径比的银纳米线(Ag NWs)后,与铂催化硅橡胶(ecoflex)结合所制备的柔性可拉伸应变传感器能有效改善传感器的性能指标。本课题将多壁碳纳米管掺杂实验室制备银纳米线后,作为柔性传感器的导电材料,铂催化硅橡胶(ecoflex)作为柔性基底。银纳米线的制备方法采用改进多元醇法,以氯化铜作为成核控制剂,制备出形貌均匀,且具有高长径比的银纳米线,柔性基底(ecoflex)采用低温固化成膜,通过沉积的方法,将银纳米线和多壁碳纳米管均匀的沉积到ecoflex膜上制成柔性导电薄膜,并组装成简易的柔性可拉伸应变传感器。通过改变银纳米线的含量(0.05 mg/cm、0.1 mg/cm、0.15mg/cm、0.2 mg/cm),来探讨其对柔性可拉伸应变传感器性能的影响。利用柔性传感测试仪器对传感器的力学性能、灵敏度、线性度、迟滞性和稳定性进行分析,并将柔性可拉伸传感器与手套结合制作完成了简易的智能手套,还将传感器佩戴在人体的颈椎、手腕、肘部和膝盖部位进行测试。通过对实验室制备的银纳米线的表征分析,证明了改进多元醇法可以制备出形貌均匀,平均直径为130±13 nm,长度为35±6μm,长径比达到269的银纳米线。实验中添加的银纳米线有效改善了柔性可拉伸应变传感器的传感性能,将ecoflex为柔性基底增大了柔性应变传感器的拉伸范围。本课题研究的柔性可拉伸应变传感器的拉伸范围最大为70%。当银纳米线含量为0.15 mg/cm时,柔性可拉伸应变传感器的断裂伸长率可达到817%,灵敏度可达到118.19,线性度符合二次拟合,线性相关系数R接近于1。同时在1000次拉伸循环测试中,柔性可拉伸应变传感器表现出良好的稳定性。将柔性可拉伸应变传感器佩戴在人体的运动部位进行监测,传感器可以将各个部位的运动信号转换为电信号,进而根据电信号曲线识别各个部位所处的运动状态,因此,柔性可拉伸应变传感器在人体的健康监测、康复训练、运动监测和人机交互方面具有良好的应用前景。

关键词：银纳米线 ecoflex 柔性可拉伸可穿戴电子运动监测

可拉伸ecoflex导电纤维的制备及其变色传感研究

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可拉伸Ecoflex导电纤维的制备及其变色传感研究

作者：郭雨菲东华大学

学位级别：硕士

纤维状柔性传感器因其集成性强和穿戴舒适性优良等特点,在监测人体运动方面具有广泛的应用。然而,传统的纤维传感器由于拉伸性能的限制存在监测变形范围窄,灵敏度低慢等缺陷。相较于其他弹性材料,ecoflex具有极高的拉伸应变能力(约980%... 详细信息

纤维状柔性传感器因其集成性强和穿戴舒适性优良等特点,在监测人体运动方面具有广泛的应用。然而,传统的纤维传感器由于拉伸性能的限制存在监测变形范围窄,灵敏度低慢等缺陷。相较于其他弹性材料,ecoflex具有极高的拉伸应变能力(约980%)和低杨氏模量(约183.4 k Pa),对克服这个问题拥有天然的材料优势,可用于替代传统弹性基底以增强柔性纤维传感器的拉伸性能。然而ecoflex本身电阻极大无法进行传感,同时ecoflex的合成工艺及化学性能不适用于常见的纺丝方法。因此实现ecoflex纤维的规模化生产并应用于可穿戴纤维传感器仍然极具挑战性。此外,由于可拉伸纤维传感器不具备光学信号响应无法检测人体运动的路径,大大限制了其在动作捕捉方面的应用。为解决以上问题,本文以具有高拉伸性能的ecoflex为研究对象,通过改进湿法纺丝技术制备了一种具有超高拉伸能力的新型热致变色TI@ecoflex/CB纤维状传感器。具体的研究内容和结论如下:(1)探究了不同纺丝工艺对ecoflex纤维结构即力学性能的影响。为了使纺丝液得到较好的纺丝效果,ecoflex的预聚时间控制在35℃,15分钟左右。通过改变纺丝速率与凝固浴温度对ecoflex伸长率进行优化,结果表明10 ml/h,60℃下制备ecoflex纤维断裂伸长率为660.00±42.6%,断裂强度为15.68±2.35Mpa,具有较好的力学性能。(2)通过研究ecoflex/CB柔性纤维传感器表征其传感机理,控制炭黑掺杂量以增加材料的导电性。根据力学性能,电学性能与灵敏度三个指标的对炭黑掺杂量进行选择。结果表明通过优化工艺制备的7.5wt.%ecoflex/CB柔性纤维传感器显示出高达200%的宽传感范围、应变0-100%内的应变系数为37的高灵敏度、约为43ms的快速响应时间。ecoflex/CB传感器同样表现出对弯曲、扭曲和压力下的不敏感性,具有耐水洗性与温度稳定性。(3)为了将计算机颜色识别的三维光学运动捕捉系统与可拉伸传感器结合,本实验通过涂覆热至变色层制备TI@ecoflex/CB纤维赋予可拉伸传感器实时颜色变化的功能。TI@ecoflex/CB在20-30℃梯度范围内从粉红色到蓝色到紫色的宽颜色范围。重要的是,在3000次拉伸(50%)循环后变色传感性能基本保持不变。通过将光学运动捕捉系统与基于热致变色纤维细丝的织物传感器集成,计算机视觉技术可用于标记目标,以实时检测人体运动的三维路径。该工作为开发可追踪人体三维时空运动的可拉伸变色应变传感器提供了新的途径。

关键词： ecoflex 湿法纺丝应变传感器电热致变色

基于3D打印设计MWCNTs/ecoflex柔性应变传感器及其应用研究

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基于3D打印设计MWCNTs/Ecoflex柔性应变传感器及其应用研究

作者：严斌郑州大学

学位级别：硕士

随着科技日新月异的变化,低能耗、高变形的柔性应变传感器引起了众多研究者的浓厚兴趣。其中,电阻式柔性应变传感器因为其结构简单,测量范围广,易于小型化和集成化等优点,成为了柔性应变传感器的研究热点。制备电阻式柔性应变传感器的... 详细信息

随着科技日新月异的变化,低能耗、高变形的柔性应变传感器引起了众多研究者的浓厚兴趣。其中,电阻式柔性应变传感器因为其结构简单,测量范围广,易于小型化和集成化等优点,成为了柔性应变传感器的研究热点。制备电阻式柔性应变传感器的工艺多种多样。研究发现,导电层的图案化能够调控电阻式柔性应变传感器的性能。近年来,新兴的3D打印技术可以在常温下快速简单地实现导电层图案化的定制。本文依据导电材料和高形变弹性体的各自优势,将具有无毒的、高导电率以及成本低廉的导电材料多壁碳纳米管(MWCNTs)与具有高应变、易于导电材料生长且生物相容性好的硅橡胶(ecoflex)结合,通过3D打印技术,打印出性能好和图案化的柔性应变传感器。传感器不仅具有较高应变性能,也具备良好的导电性能。在可穿戴智能设备、软体机器人和复杂的工业生产生活等领域具有广阔的发展和应用前景。本文的主要研究内容和结论总结如下:1、采用3D打印,将MWCNTs打印到ecoflex表面形成导电网络,封装电极得到MWCNTs/ecoflex应变传感器。研究了打印参数对器件图案的影响,得到了优化条件。3D打印制备的直线型传感器具较有高的应变响应,且响应和应变线性度较好。在循环拉伸释放下呈现优异的稳定性。五条直线型MWCNTs/ecoflex柔性应变传感器贴附在五根手指的关节处,与信号调理电路、STM32单片机、显示模块组成了人机交互系统外部硬件,实现了简单的手势识别功能。将VO颗粒掺入到MWCNTs中合成VO@MWCNTs/ecoflex应变传感器,响应相对于未混合VO颗粒的传感器有所提高。由于VO在63.8℃附近的相变,导致电阻急剧降低,结合单片机系统,简单实现了温度的提醒。2、将直线型MWCNTs/ecoflex编织成2×2和3×3的网格柔性传感器,它能实现带有位置识别功能的应变传感。再由柔性网格传感器、信号调理电路、STM32单片机、显示模块组成系统。实现了位置识别的可视化。

关键词：柔性应变传感器 ecoflex 碳纳米管 3D打印人机交互温度传感

碳纳米管/ecoflex硅胶薄膜的制备及其可穿戴应用研究

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碳纳米管/Ecoflex硅胶薄膜的制备及其可穿戴应用研究

作者：田光颢西安工业大学

学位级别：硕士

随着人们对医疗保健和健康监测的重视,能够实现便携化和定制化诊疗的可穿戴电子器件得到了飞速发展。而导电弹性体材料作为作为一类广泛应用于可穿戴领的柔性电子,其具备优异的力学可形变能力和回复能力,能够在长期的弯曲、压缩或拉伸... 详细信息

随着人们对医疗保健和健康监测的重视,能够实现便携化和定制化诊疗的可穿戴电子器件得到了飞速发展。而导电弹性体材料作为作为一类广泛应用于可穿戴领的柔性电子,其具备优异的力学可形变能力和回复能力,能够在长期的弯曲、压缩或拉伸等力学环境中国保持优良的力学和电学性能。然而,性能优异的导电弹性体材料的制备往往存在工艺复杂或价格昂贵等问题,限制了导电弹性体材料面向可穿戴电子器件领域的制备和应用推广。本论文通过气喷雾法,基于碳纳米管(CNTs)导电填料和ecoflex硅胶柔性基底制备了力学性能优异的CNTs/ecoflex硅胶薄膜材料,解决了CNTs和硅胶类薄膜材料难以可控且批量化制备的难题,对CNTs/ecoflex薄膜性能进行了测试表征,并其应用于电阻式应变传感器、电加热器和电容式压力传感器等可穿戴器件的性能进行了评估。该论文研究成果为导电弹性体的研发和量产制备,及其可穿戴应用研究提供理论和实验依据。论文主要内容如下:(1)论文通过气喷雾法制备了表面具备颗粒状结构的CNTs/ecoflex硅胶薄膜材料,并对不同组分浓度材料的性能表征。CNTs浓度为1 wt%材料拥有600%最大可拉伸率,1199倍的最大电阻变化率,以及大于300%应变的响应范围,拥有作为电阻式应变传感器的应用潜力;5 wt%材料具备优异的导电性(37.93 S/m)和较优的力学可拉伸性能(178%应变),拥有作为可穿戴电加热器的应用潜力。(2)论文制备了CNTs浓度为1 wt%的CNTs/ecoflex薄膜材料,以薄膜构建可穿戴电阻式应变传感器,其灵敏度高(GF=1897)、传感范围宽(大于300%应变)、耐久度强(大于10000次循环拉伸),并验证了其用于监测人体关节活动的能力。此外论文制备了CNTs/ecoflex/氨纶织物导电织物,以导电织物构建电阻式传感器,其在50%应变内GF=5,并可对手指、肘部和膝盖等关节弯曲活动进行监测。(3)论文制备了CNTs浓度为5 wt%的薄膜材料,其作为可穿戴电加热器拥有优异的电加热性能,能够在10 V的外加电压下加热至62℃,并且在动态的加热环境下仍然可以保持稳定的加热。此外,论文通过气喷雾法在发泡粉/ecoflex多孔介电层表面构建了矩形导电图案,制备了电容式压力传感器,其可对30 kPa内的压应力信号进行监测。论文同样通过喷雾法制备了10×10分辨率的阵列型电容式传感器,可以对不同阵点位置的压力信号进行监测。

关键词：可穿戴电子器件 ecoflex 碳纳米管气喷雾法导电弹性体

多孔MWCNTs/ecoflex复合物柔性压力传感器的制备及性能、应用研究

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多孔MWCNTs/Ecoflex复合物柔性压力传感器的制备及性能、应用研究

作者：文政郑州大学

学位级别：硕士

柔性传感器在电子皮肤,移动医疗,显示器等方面的有着广泛的引用前景,这些应用都与人体触觉相关,因此要求柔性传感器在低压范围内有高的灵敏度。近年来的研究表明,通过介电层的微结构化,可以实现电容式柔性压力传感器灵敏度的提高,其原... 详细信息

柔性传感器在电子皮肤,移动医疗,显示器等方面的有着广泛的引用前景,这些应用都与人体触觉相关,因此要求柔性传感器在低压范围内有高的灵敏度。近年来的研究表明,通过介电层的微结构化,可以实现电容式柔性压力传感器灵敏度的提高,其原因来自于多孔结构高的可压缩性以及在压缩过程中多孔结构相对介电常数增加。根据上述机制,可提高多孔介电层的介电常数实现灵敏度的进一步提高。常用电容式柔性压力传感器的介质层是聚合物,聚合物的介电常数可以通过复合多壁碳管(MWCNTs)得到提高。基于此,这里选用ecoflex作为基体,复合碳管,用覆有MWCNTs膜的Ecflex薄膜做为电极,制备平行板电容式压力传感器。研究传感器灵敏度的提高及其提高机制,具体内容如下:首先,通过筛网筛选出不同粒径的食盐颗粒,分别在硅胶模中压制成长方体作为模板,合成ecoflex多孔结构。所得传感器在0-100kPa压力范围,响应随压力的增大而增大,其中孔径450-500?m的样品响应整体最高。低压区传感器的灵敏度随着多孔介电层孔径的增大,先减小后增大,孔径150-200?m样品灵敏度最高,约1.09kPa。所有的样品都有较好的重复稳定性,但迟滞明显,能用于检测手指的弯曲和手掌握拳运动。通过在粒径250-300?m食盐模板中添加MWCNTs,采用相同的过程合成基于多孔MWCNTs/ecoflex复合体的压力传感器。在0-100 kPa压力范围复合体系传感器的响应远高于纯ecoflex样品。低压区传感器的灵敏度随着碳管复合量的增加而增大,1wt%的样品灵敏度最高,约2.306 kPa,是同样孔径纯ecoflex样品的4.2倍。碳管的掺入明显提高了传感器灵敏度,其原因在于碳管的复合提高了体系的介电常数。此外,碳管的掺入改善了器件的迟滞和检测限。结果为提高压力的灵敏度和合成高性能的压力传感器提供了一个可行的途径。复合体系传感器,能实时、真实地检测动脉脉搏和心跳,在可穿戴医疗辅助器件和电子皮肤上有潜在的应用价值。

关键词： ecoflex 柔性压力传感器多壁碳管复合体系模板法

CNTs/ecoflex薄膜柔性应变传感器的设计、性能及应用研究

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CNTs/Ecoflex薄膜柔性应变传感器的设计、性能及应用研究

作者：丁会珍郑州大学

学位级别：硕士

近年来,柔性电子器件,尤其是柔性应变传感器,因其在可穿戴器件和可植入生物医疗器件中有巨大潜在应用而受到广泛关注。柔性应变传感器受到外力作用,器件发生形变,导致材料电学性能产生变化,从而实现传感。根据其工作原理可分为电阻式和... 详细信息

近年来,柔性电子器件,尤其是柔性应变传感器,因其在可穿戴器件和可植入生物医疗器件中有巨大潜在应用而受到广泛关注。柔性应变传感器受到外力作用,器件发生形变,导致材料电学性能产生变化,从而实现传感。根据其工作原理可分为电阻式和电容式两大类,其中电阻式柔性应变传感器通常由导电材料和柔性聚合物复合构成,相对于电容式而言,具有结构简单,测量范围广,对环境要求简单等优势而被广泛研究。本文以柔性ecoflex为基底、具有优异的力学和电学性能的碳纳米管(CNTs)为导电材料,通过转印技术,制备了CNTs/ecoflex薄膜柔性应变传感器和CNTs网格/ecoflex薄膜柔性应变传感器,并详细研究传感器的性能及其应用,具体内容如下:(1)CNTs/ecoflex薄膜柔性应变传感器的制备、性能及应用通过转印法成功合成了CNTs/ecoflex薄膜柔性应变传感器,器件展现出了良好的可拉伸性。不同CNTs层数所制备的样品对拉伸、弯曲应变均展示出较高的响应,其中20层CNTs的器件响应和灵敏度最高,灵敏度最高可达23.09,但是响应平衡时间较长。结果显示合成的传感器能实现手指弯曲运动的检测、脉搏跳动的实时检测,并可用作柔性电极。合成的器件可作为可穿戴传感器,也可用作可穿戴器件的电极,在便携医疗器件和人体运动检测等领域展现出广泛的应用前景。(2)CNTs网格/ecoflex薄膜柔性应变传感器的制备、性能及应用在不同规格的筛网上喷涂CNTs,转印网格CNTs到ecoflex柔性薄膜,合成了CNTs网格/ecoflex薄膜柔性应变传感器。调控喷涂CNTs的层数、CNTs的长度和筛网的目数,研究合成参数对器件性能的影响,其中75目筛网、长度10μm、25层的器件响应和灵敏度最高,灵敏度最高为4.20。具有CNTs网格结构的传感器响应速度有明显提高,20层CNTs的器件响应时间约0.27 s。CNTs网格/ecoflex薄膜柔性应变传感器能实现手指运动的动作、动作幅度的识别,可以实时检测人体脉搏跳动及脉搏的各个过程,在可穿戴医疗器械和电子皮肤等领域展现出潜在应用前景;应变传感器对不同面部表情有清晰的信号,可以区分多种面部表情,在人机交互和人脸表情识别等方面有潜在应用价值。同时该传感器可以检测不同的声音振动并区分不同的发音,在人工对讲和人工智能等领域也展示出良好的应用前景。

关键词： ecoflex 柔性应变传感器碳纳米管转印人体运动检测

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ecoflex—热通道拉伸方法

济南纺织化纤科技 1999年第1期 49-52,48页

作者：王彬

引言目前,DT丝的生产普遍采用二步法。然而,最近几年,各种不同的一步法生产FDY全牵伸丝的路线也已产生并得以应用。德国JBDE(John Brown Deutsche Engineening)

关键词： DTY丝 FDY丝热通道拉伸 ecoflex 工艺

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手指间的魔力——ecoflex^(TM)

低碳世界 2011年第2期1卷 68-69页

作者：麦琪

绿色清洁更给力当今社会,发展环境友好型的绿色清洁方式已被越来越多的人接受和关注,这种有利于健康的新型清洁方式,也是我们努力的方向.清洁行业的专业人士都知道,清水可作为有效的洗地溶液,应用于各种不同的地面.洗地机使用普通的自... 详细信息

绿色清洁更给力当今社会,发展环境友好型的绿色清洁方式已被越来越多的人接受和关注,这种有利于健康的新型清洁方式,也是我们努力的方向.清洁行业的专业人士都知道,清水可作为有效的洗地溶液,应用于各种不同的地面.洗地机使用普通的自来水即可对不太脏的地面做日常清洁,但很多时候,一些较脏的地面必须使用清洁剂才能解决问题.为了省去来回调整的麻烦,很多人会选择全部使用清洁剂来清理地面,这样做虽然省事,但却造成了很多不必要的浪费.

关键词：高效便捷洗地机 ecoflex TM 清洁剂