随着科学技术的快速发展,柔性电子产品已经进入了人们的日常生活。聚合物基复合材料已经广泛地应用在各种电子元件中,包括触觉传感器、电容和柔性电路等。作为其中的代表,导电橡胶具有独特的力学、电学和热性能,已经广泛地应用于传感器、电磁屏蔽和吸波材料等领域。快速发展的先进生产技术促进了导电橡胶的制备多样化,而液态导电橡胶的3D打印工艺却研究较少。本课题围绕3D打印制备导电橡胶展开,通过对配方和打印参数的探索实现液态导电橡胶的3D打印制备,进一步评价3D打印制品的基本性能,进而研究打印制品在外加场下的电阻响应,最终尝试其在温度和力学传感器方面的应用。导电橡胶的配方及打印参数决定了液态导电橡胶的打印特性。高长径比的碳纤维导电填料使得液态导电橡胶具有合适的粘度和触变性,加入触变剂进一步改善其触变性,能使其可打印性良好;打印参数决定了导电橡胶打印制品的质量。导电橡胶中的碳纤维沿打印方向形成取向,使导电橡胶呈各向异性。取向方向的电学性能和力学性能更好。不同取向方向导电橡胶的拉伸断口形貌不同,沿取向拉伸时,断口不平整,存在纤维拔出的现象;垂直方向拉伸时,断口齐平,碳纤维起割裂基体的作用。3D打印导电橡胶的电阻对外加场呈现出相应的电阻响应。导电橡胶对拉应力存在极高的敏感性,应变为40%时,其相对电阻便可以到达数千;导电橡胶存在负压阻效应及电阻滞后的行为;在扭折、弯曲和多次折叠后能够保持良好的电阻可回复性。导电橡胶具有正温度系数效应(PTC效应),在20~100°C温度段内,其PTC效应具有良好的可重复性;导电橡胶在20~80°C内,电阻的蠕变较小,而升高至120°C时,其电阻变化大;导电橡胶的电阻在加热后的无触动回复进展缓慢,12 h仍然不能回复至初始电阻值,但其电阻值经触动后回复迅速,经历14次弯曲便基本回复至初始电阻值。导电橡胶在加载不同的恒定直流电压时,其中的电流值会随着时间的推移而略有减小,这是由于导电橡胶内部碳纤维的相互靠近所致。3D打印制备了夹层式应变传感器和温度传感器对外加载荷和温度具有良好的响应,其电阻值可随人手腕关节的运动和温度而产生相应变化。