阅读说明：本技术 用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物及制备方法 (Polyaniline conductive fabric for flexible variable resistor and preparation method ) 是由 不公告发明人 于 2019-01-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及导电织物技术领域,且公开了一种用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物,包括以下重量份数配比的原料：平纹织物1-3份、对甲苯磺酸2.5-3.5份、六水合氯化铁8-12份、苯胺10份。本发明还公开了一种用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物的制备方法,该制备方法以平纹织物和聚苯胺为原料、以对甲苯磺酸为掺杂剂、以六水合氯化铁为氧化剂,采用聚苯胺气相沉积的方法,在低温真空环境下,制备出聚苯胺导电织物。本发明解决了用于制作柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物的导电性能存在的稳定性较差的技术问题。(The invention relates to the technical field of conductive fabrics, and discloses a polyaniline conductive fabric for a flexible variable resistor, which comprises the following raw materials in parts by weight: 1-3 parts of plain weave fabric, 2.5-3.5 parts of p-toluenesulfonic acid, 8-12 parts of ferric chloride hexahydrate and 10 parts of aniline. The invention also discloses a preparation method of the polyaniline conductive fabric for the flexible variable resistor, which takes plain weave fabric and polyaniline as raw materials, takes p-toluenesulfonic acid as a doping agent and ferric chloride hexahydrate as an oxidizing agent, and adopts a polyaniline vapor deposition method to prepare the polyaniline conductive fabric in a low-temperature vacuum environment. The invention solves the technical problem of poor stability of the conductivity of the polyaniline conductive fabric used for manufacturing the flexible variable resistor.)

用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物及制备方法

技术领域

本发明涉及导电织物技术领域，具体为一种用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物及制备方法。

背景技术

由于普通可变电阻器是硬性的，合成碳膜电位器电流噪声，非线性大，耐潮性及阻值稳定性差；金属-玻璃釉电位器接触电阻和电流噪声大，而且随着微电子信息技术的迅猛发展，智能柔性元器件必将成为纺织前沿技术领域的热点研究课题，制作柔性可变电阻器有很大的需求性。

目前美国研究人员(Adams，Jr.et al)已在这方面进行了探索，他们将聚吡咯沉积在普通织物上制得导电织物，然后用水刺喷头分别在织物不同方向上不均匀地去除聚吡咯，使织物在指定的方向上表现出电阻各向异性，呈现可变电阻器的特性。该方法虽然有创新性但不容易操作，且其导电性能存在不稳定的缺点。

本发明提供一种用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物及制备方法，旨在解决用于制作柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物的导电性能存在的稳定性较差的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物及制备方法，解决了用于制作柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物的导电性能存在的稳定性较差的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物，包括以下重量份数配比的原料：平纹织物1-3份、对甲苯磺酸2.5-3.5份、六水合氯化铁8-12份、苯胺10份。

优选的，所述聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3份、六水合氯化铁10份、苯胺10份。

优选的，所述聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸2.5份、六水合氯化铁12份、苯胺10份。

优选的，所述聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3.5份、六水合氯化铁8份、苯胺10份。

优选的，所述聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3份、六水合氯化铁12份、苯胺10份。

用于柔性可变电阻器的聚苯胺导电织物的制备方法，包括以下步骤：

S1.将2-5质量份的氢氧化钠与1-3质量份的乙醇加入到18-25质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将1-3质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在40-60℃下恒温浸煮1-2h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将2.5-3.5质量份的对甲苯磺酸加入到5-10质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在35-40℃下,恒温浸渍1.5-2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取8-12质量份的六水合氯化铁加入到8-15质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在35-40℃下恒温浸渍1.5-2h，取出织物置于真空干燥箱内，在45-65℃下干燥2-4h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在5-15℃的真空条件下，聚合反应2-5h，取出织物，采用去离子水清洗3-5次，置于真空干燥箱内，在45-65℃下干燥1-2h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

1、该聚苯胺导电织物在1-60天内每天静态表面比电阻的平均变化率为7.21-7.62％，与对比例中的聚苯胺导在1-60天内每天静态表面比电阻的平均变化率为11.56-11.89％相比，取得了显著降低聚苯胺导电织物每天静态表面比电阻平均变化率的技术效果；

该聚苯胺导电织物在温度为20-60℃时静态表面比电阻为611-735Ω，与对比例中的聚苯胺导电织物在温度为20-60℃时静态表面比电阻为837-1269Ω相比，不仅取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻值的技术效果，而且取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻随温度变化幅度的技术效果；

该聚苯胺导电织物在相对湿度为40-80％时静态表面比电阻为502-533Ω，与对比例中的聚苯胺导电织物在相对湿度为40-80％时静态表面比电阻为812-945Ω相比，不仅取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻值的技术效果，而且取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻随相对湿度变化幅度的技术效果；

从而这一技术方案取得了显著提高聚苯胺导电织物导电性能的稳定性的技术效果。

2、该制备方法，以平纹织物和聚苯胺为原料、以对甲苯磺酸为掺杂剂、以六水合氯化铁为氧化剂，采用聚苯胺气相沉积的方法，在低温真空环境下，制备出聚苯胺导电织物，再采用该聚苯胺导电织物制备柔性可变电阻器，与传统制备方法相比，取得了缩短聚合时间的技术效果，且制备出的聚苯胺导电织物具有优异的导电稳定性。

具体实施方式

实施例一：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物1份、对甲苯磺酸2.5份、六水合氯化铁8份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将2质量份的氢氧化钠与1质量份的乙醇加入到18质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将1质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在40℃下恒温浸煮1h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将2.5质量份的对甲苯磺酸加入到5质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在35℃下,恒温浸渍1.5h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取8质量份的六水合氯化铁加入到8质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在35℃下恒温浸渍1.5h，取出织物置于真空干燥箱内，在45℃下干燥2h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在5℃的真空条件下，聚合反应2h，取出织物，采用去离子水清洗3次，置于真空干燥箱内，在45℃下干燥1h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

实施例二：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物3份、对甲苯磺酸3.5份、六水合氯化铁12份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将5质量份的氢氧化钠与3质量份的乙醇加入到25质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将3质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在60℃下恒温浸煮2h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将3.5质量份的对甲苯磺酸加入到10质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在40℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取12质量份的六水合氯化铁加入到15质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在40℃下恒温浸渍2h，取出织物置于真空干燥箱内，在65℃下干燥4h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在15℃的真空条件下，聚合反应5h，取出织物，采用去离子水清洗5次，置于真空干燥箱内，在65℃下干燥2h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

实施例三：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3份、六水合氯化铁10份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将3质量份的氢氧化钠与2质量份的乙醇加入到20质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在50℃下恒温浸煮1.5h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将3质量份的对甲苯磺酸加入到8质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在38℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取10质量份的六水合氯化铁加入到12质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在38℃下恒温浸渍2h，取出织物置于真空干燥箱内，在55℃下干燥3h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在10℃的真空条件下，聚合反应3h，取出织物，采用去离子水清洗4次，置于真空干燥箱内，在50℃下干燥1.5h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

实施例四：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸2.5份、六水合氯化铁12份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将4质量份的氢氧化钠与1质量份的乙醇加入到20质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在40℃下恒温浸煮2h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将2.5质量份的对甲苯磺酸加入到10质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在40℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取12质量份的六水合氯化铁加入到15质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在37℃下恒温浸渍1.8h，取出织物置于真空干燥箱内，在50℃下干燥4h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在8℃的真空条件下，聚合反应4h，取出织物，采用去离子水清洗5次，置于真空干燥箱内，在55℃下干燥2h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

实施例五：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3.5份、六水合氯化铁8份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将4质量份的氢氧化钠与2质量份的乙醇加入到25质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在60℃下恒温浸煮1h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将3.5质量份的对甲苯磺酸加入到10质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在40℃下,恒温浸渍1.5h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取8质量份的六水合氯化铁加入到10质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在40℃下恒温浸渍1.5h，取出织物置于真空干燥箱内，在60℃下干燥3h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在15℃的真空条件下，聚合反应3h，取出织物，采用去离子水清洗5次，置于真空干燥箱内，在60℃下干燥1h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

实施例六：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、对甲苯磺酸3份、六水合氯化铁12份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将5质量份的氢氧化钠与3质量份的乙醇加入到25质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在50℃下恒温浸煮2h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将3质量份的对甲苯磺酸加入到8质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在40℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取12质量份的六水合氯化铁加入到10质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在40℃下恒温浸渍2h，取出织物置于真空干燥箱内，在50℃下干燥3h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在10℃的真空条件下，聚合反应4h，取出织物，采用去离子水清洗4次，置于真空干燥箱内，在60℃下干燥1h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

对比例一：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、十二烷基苯磺酸3份、过硫酸铵10份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将3质量份的氢氧化钠与2质量份的乙醇加入到20质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在50℃下恒温浸煮1.5h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将3质量份的十二烷基苯磺酸加入到8质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在38℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取10质量份的过硫酸铵加入到12质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在38℃下恒温浸渍2h，取出织物置于真空干燥箱内，在55℃下干燥3h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在10℃的真空条件下，聚合反应3h，取出织物，采用去离子水清洗4次，置于真空干燥箱内，在50℃下干燥1.5h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

对比例二：

聚苯胺导电织物包括以下重量份数配比的原料：平纹织物2份、十二烷基磺酸钠2.5份、过硫酸铵12份、苯胺10份；

上述聚苯胺导电织物的制备方法包括以下步骤：

S1.将4质量份的氢氧化钠与1质量份的乙醇加入到20质量份的去离子水中，搅拌混匀，配制得到预处理液；

S2.将2质量份的平纹织物加入到步骤S1中的预处理液，在40℃下恒温浸煮2h，之后取出织物，采用去离子水反复洗涤，直至PH值呈中性，在室温下自然晾干，制备得到预处理织物；

S3.将2.5质量份的十二烷基磺酸钠加入到10质量份的去离子水中，超声分散均匀后，配制得到浸润液A；

S4.将步骤S2中的预处理织物浸没于步骤S3中的浸润液A中，在40℃下,恒温浸渍2h，取出织物，在室温下自然晾干，制备得到织物A；

S5.取12质量份的六水合氯化铁加入到15质量份的乙醇中，搅拌混合均匀后，配制得到浸润液B；

S6.将步骤S4中的织物A浸没于步骤S5中的浸润液B中，在37℃下恒温浸渍1.8h，取出织物置于真空干燥箱内，在50℃下干燥4h，制备得到织物B；

S7.将步骤S6中的织物B悬挂在密闭容器内，将10质量份的苯胺置于密闭容器内的织物B的正下方，在8℃的真空条件下，聚合反应4h，取出织物，采用去离子水清洗5次，置于真空干燥箱内，在55℃下干燥2h，取出，自然冷却至室温，制备得到聚苯胺导电织物。

性能测试：

测试上述实施例与对比例中的聚苯胺导电织物的导电性能，即其静态表面比电阻随时间的变化情况、随空气温度的变化情况和随空气湿度的变化情况，测试结果依次见表1、表2、表3。

表1

样品	1-60天每天静态表面比电阻的平均变化率(％)
		实施例一	6.78
实施例二	6.82
		实施例三	6.88
实施例四	6.79
		实施例五	6.62
实施例六	6.77
		对比例一	11.56
对比例二	11.89

表2

样品	温度为20-60℃时静态表面比电阻范围(Ω)
		实施例一	611-735
实施例二	622-708
		实施例三	615-711
实施例四	631-698
		实施例五	623-709
实施例六	633-687
		对比例一	845-1269
对比例二	837-1205

表3

本发明的有益效果是：上述实施例中的聚苯胺导电织物在1-60天内每天静态表面比电阻的平均变化率为6.62-6.88％，与对比例中的聚苯胺导电织物在1-60天内每天静态表面比电阻的平均变化率为11.56-11.89％相比，取得了显著降低聚苯胺导电织物每天静态表面比电阻平均变化率的技术效果；

上述实施例中的聚苯胺导电织物在温度为20-60℃时静态表面比电阻为611-735Ω，与对比例中的聚苯胺导电织物在温度为20-60℃时静态表面比电阻为837-1269Ω相比，不仅取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻值的技术效果，而且取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻随温度变化幅度的技术效果；

上述实施例中的聚苯胺导电织物在相对湿度为40-80％时静态表面比电阻为502-533Ω，与对比例中的聚苯胺导电织物在相对湿度为40-80％时静态表面比电阻为812-945Ω相比，不仅取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻值的技术效果，而且取得了显著降低聚苯胺导电织物静态表面比电阻随相对湿度变化幅度的技术效果。