【摘 要】
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柔性压力传感器具有良好的柔韧性,可以应用在各种可穿戴产品中采集信号,进行运动检测和健康检测等方面。如何利用简单、可大批量的方法,制备高灵敏度的柔性压力传感器仍然是一个挑战。本文以热塑性聚氨酯（TPU）基体,多壁碳纳米管（MWCNTs）作为导电填料,通过熔融混炼的方式制备TPU/MWCNTs复合材料;采用模压成型技术制备复合材料薄片,采用超临界二氧化碳（Sc-CO2）间歇发泡技术,制备三种具有不同结
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柔性压力传感器具有良好的柔韧性,可以应用在各种可穿戴产品中采集信号,进行运动检测和健康检测等方面。如何利用简单、可大批量的方法,制备高灵敏度的柔性压力传感器仍然是一个挑战。本文以热塑性聚氨酯（TPU）基体,多壁碳纳米管（MWCNTs）作为导电填料,通过熔融混炼的方式制备TPU/MWCNTs复合材料;采用模压成型技术制备复合材料薄片,采用超临界二氧化碳（Sc-CO2）间歇发泡技术,制备三种具有不同结构的发泡薄片,将其封装成柔性压力传感器。采用模压成型方法制备TPU/MWCNTs复合材料薄片,将其进行Sc-CO2间歇发泡,获得发泡TPU/MWCNTs复合材料薄片。在12、14、16和18 MPa这4种饱和压力下制备发泡薄片,其中16 MPa的发泡薄片泡孔结构较为均匀,泡孔直径分布较窄,泡孔壁较薄,以及在泡孔壁中形成较为连续的导电网络,呈现较高的回弹性、压缩强度和压缩模量。由该发泡薄片封装成的传感器的灵敏度较高,在1000次的循环压缩过程中具有较为稳定的压阻响应,表现出良好的可逆性和耐久性,且对不同的人体运动所产生的压力具有较好的检测能力。将柔性膜与多孔板组成的柔性模板作为模压成型的模板,制备具有表面微圆顶结构的TPU/MWCNTs复合材料薄片,微圆顶的底部直径、高度和中心距分别为453、170和675μm。发泡温度120℃和饱和压力18 MPa制备微孔/微圆顶传感基片对应的传感器的灵敏度(0.218 k Pa-1)较高、响应时间（70 ms）较短和迟滞性（8.44%）较低,在约4000次的循环压缩过程中保持稳定电阻变化（稳定性误差为15.5%）。该传感器可实时检测人体健康,表明在健康医疗方面的应用前景。通过模压成型方法制备TPU/MWCNTs复合材料并对其受限发泡。在12、14、16和18 MPa这4种饱和压力下制备T形微柱/微孔薄片,其中14 MPa的发泡薄片表面T形微柱内的泡孔结构较为均匀,泡孔平均直径较大（～25μm）,且微凸起的高度较高。将在饱和压力为14 MPa制备的发泡薄片封装传感器在0-2 k Pa和2-10 k Pa压力范围内灵敏度较高(0.238和0.066 k Pa-1),且在1200次的压缩循环中其相对电阻变化量的峰值保持不变（稳定性误差为8.35%）。
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