本课题采用湿法纺丝技术纺制石墨烯/再生纤维素复合纤维,使复合纤维素纤维具有导电、导热等功能性,并探究了该复合纤维在传感器领域的应用,进一步扩大了石墨烯作为纺织材料的应用范围。本课题的主要研究内容如下:(1)以纤维素浆粕为原料,N,N—二甲基乙酰胺为溶剂,配置浓度为4%的纤维素溶液作为微型湿法纺丝机的纺丝液进行纺丝。通过浓度、凝固浴温度、凝固时间等单一变量实验,得到湿法纺丝的最佳工艺条件—纺丝液浓度为4%,凝固浴温度为30℃,最佳凝固时间为1.5小时以上,牵伸比例为1.3倍。(2)以纤维素溶液为基体纺丝液,将石墨烯混入基体纺丝液,设定石墨烯占纤维素的比例分别为10%、15%、20%、25%、30%,再通过搅拌超声获得均质混合纺丝液,在实验室湿法纺丝机制备不同石墨烯含量的复合纤维材料。扫描电镜结果显示,随着石墨烯含量的增加,复合纤维表面的褶皱增多,与石墨烯含量增加相呼应;红外光谱说明了复合纤维中石墨烯的存在;机械性能测试实验表明,复合纤维的机械性能随着石墨烯含量的增加呈现先增加后减小趋势;当石墨烯浓度为25%时,复合纤维的电导率为1.77×10-2S/cm,经水洗或者日晒后,电导率变化不大,说明石墨烯与纤维素纤维复合的性能较为稳定。此外,将石墨烯/再生纤维素纺丝液制成膜时,测试膜的导热性能和抗紫外性能,随着石墨烯含量的增加而增加,这两项性能均与石墨烯的含量成正比;(3)将石墨烯/再生纤维素复合纤维与柔性PVC结合,自制超薄柔性应变传感器。分别探究不同温度、不同湿度、不同弯曲曲率和不同拉伸伸长应变下传感器的应变性能,绘制标准化电阻—不同应变情况的响应曲线。实验证明,该传感器的标准化电阻可逆性良好,反应灵敏,在电子皮肤、智能纺织品等领域将有广阔应用前景。