碳纳米管纱线具有高强度、高导电性、应变传感性,其纤维状结构和柔性特征,使其成为极具应用前景的智能纺织材料。但是碳纳米管纱线的直径小、伸长率低、耐磨性差等缺陷,导致其可织造性能较差。本课题组将碳纳米管纱线与涤纶长丝结合,制备碳纳米管/涤纶长丝包缠纱来提高其断裂伸长和断裂强力。但是在拉伸过程中,碳纳米管纱线与涤纶长丝会互相摩擦,碳纳米管纱线会受到损伤,影响了其电学和力学性能。为了进一步提高包缠纱线的力学与电学性能,本课题采用聚二甲基硅氧烷与碳纳米管纱线复合制备复合纱线,再将复合纱线与涤纶包缠,制备碳纳米管复合纱/涤纶包缠纱。从而,对碳纳米管复合纱/涤纶包缠纱的力学性能、导电性能和应变传感性能进行系统的测试和分析,并且建立了碳纳米管复合纱/涤纶包缠纱在拉伸过程中的电学模型。首先,本文采用甲苯作溶剂,制备不同重量比浓度的聚二甲基硅氧烷,包括0%,即纯甲苯,10%,20%,30%,40%,50%,60%。采用浸泡的方法,使碳纳米管纱线与聚二甲基硅氧烷复合。并对碳纳米管/聚二甲基硅氧烷复合纱线的拉伸力学,耐磨,电学,傅里叶红外光谱等性能进行测试分析,结果表明:当聚二甲基硅氧烷的浓度为40%时,复合纱线的断裂伸长率最高,为49.98%,而纯碳纳米管纱线的断裂伸长率为21.16%;同时,复合纱线耐磨时间为2799秒,为纯碳纳米管纱线(255秒)的10倍左右,显示出优异的耐磨性能。其次,选用性能最好的碳纳米管/聚二甲基硅氧烷(浓度40%)复合纱,采用自制的包缠纱装置,制备碳纳米管复合纱线/涤纶包缠纱,其捻度为400捻/米,700捻/米,1000捻/米,1400捻/米,1700捻/米。采用偏光显微镜、单纤强力拉伸仪和两探针电阻测试仪对包缠纱的形态结构、力学性能以及应变传感性能进行测试和分析。结果表明:随着捻度增加,包缠纱中碳纳米管复合纱线的断裂伸长率和断裂强力逐渐上升,其磨损程度也越高。当捻度为700-1700捻/米时,包缠纱具有双传感系数特征。例如,当捻度为700捻/米,在伸长率为0%-30%时,其传感系数为0.16,而伸长率为30%-80%时,其传感系数为1.21。当捻度为1700捻/米,在伸长率为0%-100%时,其传感系数为0.09,而伸长率为100%-180%时,其传感系数为0.43。20次反复拉伸后,碳纳米管复合纱/涤纶包缠纱的力学和电学性能比较稳定,而纯碳纳米管纱线/涤纶包缠纱的性能波动较明显。最后,基于碳纳米管复合纱/涤纶包缠纱的双传感系数现象和包缠纱的结构特征,建立其电学性能的预测模型。主要过程是利用几何学原理,根据涤纶包缠纱拉伸状态下的泊松比变化特征,建立包缠纱中碳纳米管复合纱与涤纶伸长率的几何关系;将其与碳纳米管复合纱电阻和伸长率的线性关系相结合,推导出拉伸状态下包缠纱中碳纳米管复合纱电阻-伸长率的理论关系以及电阻变化率-伸长率的理论关系。与测试结果相比,两者具有相同的变化趋势和相似的传感系数,即当捻度为700-1700捻/米时,两者都具有双传感系数特征。其中,当捻度为1700捻/米时,预测的双传感系数分别为0.19、0.47,而测试的双传感系数分别为0.09、0.43,两者非常接近,其证明了电学模型的有效性,并为碳纳米管纱线在纺织领域的应用提供了新思路。