Проводящие полимерные композиты на основе тканей

На примере тканей и трикотажа из смеси природных и синтетических полимерных волокон показана возможность получения полимерных композиций, предназначенных для изготовления электропроводящих элементов для авиации, робототехники и так называемой «носимой электроники» медицинского назначения. Исследованы механические и электрические свойства волокнистых композиций, наполненных дисперсиями углерода в различных аллотропных формах в сочетании и растворимыми и нерастворимыми высокомолекулярными соединениями в виде порошков или растворов. Дисперсии различных форм углерода с близким распределением частиц по размерам выбраны из числа коммерчески доступных марок полиграфических пигментов и ингредиентов резинотехнических и электротехнических изделий. Исследованы дисперсии углерода: графит, технический углерод и одностенные нанотрубки в виде стабилизированной водной суспензии. Рассмотрены известные и обоснованы оптимальные технологические приёмы введения электропроводящих ингредиентов в состав композиционных материалов с учетом структуры и состава тканей. Показано преимущество напыления электропроводящих частиц графита на поверхность волокон и нитей в сочетании с нанесением растворов и дисперсий, позволяющее получить композиции для резисторов и датчиков деформации с достаточным уровнем прочности и эластичности. Диаграмма растяжения датчиков и зависимость электросопротивления композиции от удлинения с высокой степенью достоверности может быть разделена на два линейных участка. Первый участок в интервале относительной деформации растяжения от 2 до 30% в наибольшей степени соответствует практическому применению. Коэффициент чувствительности к деформации (GF) тензодатчика на основе ткани не превышает 10 в диапазоне деформации в диагональном направлении до 20 %, а коэффициент чувствительности к деформации на трикотаже вне зависимости от направления высечки образцов из полотна на два порядка выше и составляет около 950 до относительного удлинения 30 % и 90 в интервале относительного удлинения 30÷45 %. Максимальная тензочувствительность (QF) лабораторных образцов на основе трикотажного полотна, при деформации менее 30% составляет около1350 кПа-1 и 4900 кПа-1при предельных удлинениях%. Гистерезисе электрических свойств при многократных деформациях не превышает 4%.