【摘 要】
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近年来,纺织材料因其独特轻质性、柔软性和灵活性,在高性能柔性可穿戴电子领域是非常受欢迎的。涤纶织物兼具柔性、强度和环境稳定性的优点受到广泛关注,但绝缘性限制其在柔性电子设备领域的应用。在众多导电材料中,碳纳米管（CNTs）的高导电性、大表面积和低密度特性,可作为高性能柔性电子应用的理想架构。目前,基于涤纶织物的导电复合材料已被广泛研究,但两者间的相互作用差、结合牢度低。本论文以涤纶织物作为柔性基底
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近年来,纺织材料因其独特轻质性、柔软性和灵活性,在高性能柔性可穿戴电子领域是非常受欢迎的。涤纶织物兼具柔性、强度和环境稳定性的优点受到广泛关注,但绝缘性限制其在柔性电子设备领域的应用。在众多导电材料中,碳纳米管（CNTs）的高导电性、大表面积和低密度特性,可作为高性能柔性电子应用的理想架构。目前,基于涤纶织物的导电复合材料已被广泛研究,但两者间的相互作用差、结合牢度低。本论文以涤纶织物作为柔性基底材料,通过涂层/表面微溶解法将CNTs负载到涤纶织物表面,制备碳纳米管/涤纶导电织物。为此,本文主要开展了一下三个方面的工作:（1）选用苯酚/乙醇作为涤纶的溶解体系,通过调控体系中苯酚的浓度和热处理温度实现涤纶织物表层纤维的可控溶解,利用SEM、XRD、强力、硬挺度和白度等测试筛选出最佳的溶解工艺参数。测试结果表明,当溶解体系中的苯酚与体积比为1:1,热处理温度为90 oC时,能实现有效溶解涤纶织物表层,又不破坏织物内部结构。测试微溶解前后的FTIR、TG和DSC发现,苯酚/乙醇体系是涤纶的良溶剂,m-PET的热稳定性和润湿性有所改善。（2）在v（苯酚）:v（乙醇）=1:1条件下,利用涂层/微溶解方法在涤纶织物表面构筑CNTs导电网络结构。探讨涂覆过程中CNTs涂层数和热处理条件对预涂层涤纶织物（P-CCPF）导电性的影响:CNTs涂层数不断增加,织物表面的CNTs导电网络连续性逐渐变好,且当涂层数为5层时,P-CCPF的导电性能最好（244.34Ω/cm~2）,此时CNTs的负载量为0.46 mg/cm~2;热处理温度为110 oC,热压时间为10 min,热处理压力为10 MPa时,P-CCPF显示出优异的的导电性能。由于涤纶织物本身的柔性,CCPF在弯曲过程中能达到的最小曲率半径为0.2 mm。当折叠角度从0o增加至180o为时,CCPF向CNTs负载侧折叠,织物电阻值逐渐减小,电阻变化率为15.89%;而向无CNTs负载侧折叠电阻变化恰好相反,电阻变化率为10.50%。在涤纶织物表面引入CNTs后,织物两个面的润湿性能有所差异:F-CCPF和B-CCPF的接触角分别保持在143o和102o左右,其中有CNTs负载的一侧变得疏水。微溶解处理后,CCPF具有较高的耐刮擦牢度（200次刮擦）、耐水洗牢度（30次洗涤）、耐磨牢度（500次磨损）和耐紫外稳定性（紫外照射4h后）,表现为良好的导电稳定性。此外,CCPF在空气、水、高温、高湿环境下的电阻变化率保持在1%以下,在H2SO4、Na OH、Na Cl、C2H5OH和C3H6O溶液浸泡5h后的电阻变化率分别为0.48%、0.21%、0.33%、0.10%和0.44%,显示出优异的导电耐久性。（3）基于CCPF优异的导电稳定性和导电耐久性,对其在传感器、电致发热材料和能量储存器件的应用进行了一系列分析研究。CCPF在高温、高湿、酸、碱、盐和有机溶液环境下的结构稳定性,利用CCPF组装的传感器能监测环境条件的变化,包括温度、水分、重量和振动。传感器（CCPFS）在不同弯曲角度下的电流信号强度受弯曲程度的影响,对弯曲变形的敏感度为1.48 deg-1,在200次弯曲应变后的响应性能稳定。以CCPF本身的机械运动（如弯曲、折叠、扭转、按压和挤压等）验证了CCPFS对人体运动的响应可能性,后将CCPFS用于人体大动作（如手指、手腕、手肘和膝关节）、人体小动作（眨眼、吞咽、鼓气、呼吸）和脉搏的传感性能测试。CCPF两端连接导线后与直流电源相连,外加电压为25 V时,加热30 s后CCPF的稳态温度为85.3 oC,比环境温度高出60 oC左右,加热功率密度可达345.07 m W/cm~2。此外,5 V和10 V电压条件下的重复开-关循环测试和100次重复弯曲测试中,显示出CCPF稳定的电热性能和对动态热响应的可重复性。在涤纶织物表面双面涂覆CNTs制备D-CCPF电极,展现出117.61 m F/cm~2的高比电容,是单面涂覆S-CCPF电极（81.04 m F/cm~2）的1.45倍,能提供10.45μWh/cm~2的能量密度和42.52μW/cm~2的功率密度。综上,CCPF良好的传感响应性、电致发热效应以及超级电容性能,拓展了其在柔性传感器、能量储存和电热材料领域的潜在应用。
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