传感器是智能纺织品的重要组成部分。柔性智能传感器具有柔韧性好,可自由弯曲的特性,可使服装在获得智能化的同时保持其原有的服用舒适性能。其中以织物为基础的柔性应变传感器能够最大限度地实现与服装的无缝整合,在智能纺织品领域具有很高的应用价值。应变传感器是测量物体受力变形所产生应变的一类传感器。与传统采用刚性材料制成的传感器不同,柔性应变传感器由于采用柔性材料制成,具有柔韧性好,可自由弯曲甚至折叠的特性,具有更广泛的应用前景。尤其可作为智能纺织品的重要组成部分,使纺织品可在“智能性”的同时要满足其他各种机械性能,且不影响或尽量少影响原有纺织品的特性,如柔软度、手感等。随着新型材料和智能材料研究,国内外研究人员对普通电阻应变传感器基底材料进行改进,在非导电高分子材料中添加导电介质或将导电聚合物涂覆在柔性基底上以获得具有应变敏感性的柔性导电复合材料;该类材料兼有高分子材料的压阻特性和填料的导电性,具备传统电阻应变传感器的特性,同时具有良好的柔韧性,可弯曲、旋转和延伸,能够贴附于不规则曲面实现正常传感功能可显著扩大器件的适用范围,因此是应变传感器研究中的重要技术途径之一。自从1991年碳纳米管被发现以来,因为其具有特殊的力学特性、电学特性和力电特性,其杨氏模量的理论值约为1TPa,拉伸强度理论值约为100GPa,杨氏模量实验所得数据约为0.8TPa,拉伸强度实验所得数据约为60GPa。引起了世界各国研究人员极大地关注。特别是在力学传感方面,碳纳米管具有显著的压阻效应,压阻性是指材料在受到拉力作用时,由于载流子迁移率的变化,引起电阻率的变化的性能,是碳纳米管自身固有的一种性能。由于碳纳米管的纳米尺寸,使得其在宏观应用中受到很大的局限性,故而其通常以薄膜,涂层以及纱线的宏观体形式应用于实际中。在纺织服装领域,碳纳米管以薄膜或者涂层不导电纱线表面及涂层不导电织物表面作为传感器时,制备的织物传感器传感性能好,但是失去了织物特有的柔软风格,且不耐水洗。而碳纳米管以纱线的形式与针织物或者机织物相结合制备的织物传感器,实验表明少量的碳纳米管纱线在受到微小的拉伸应变时就具备了优良的传感性能,且碳纳米管纱线与织物相结合制备的传感器还保持了织物特有的柔软风格。本文将碳纳米管纱线优异的电学性能应用在智能织物上,但是机械性能优异的碳纳米管纱线的成本过高,成本低的碳纳米管纱线一般机械性能较差,且其本身的耐磨性差等。为此本文制备了碳纳米管/聚乙烯醇复合纱线(之后简称CNT/PVA纱线),将复合纱线直接嵌入机织物以及通过上级织造的方式嵌入机织物中制备传感织物,并对各传感织物的传感性能进行研究。研究内容如下所示:(1)本文采用5%的质量浓度的聚乙烯醇与碳纳米管纱线进行复合,并比较了复合前后的碳纳米管纱线的力学性能与电学性能,以及将复合前后的碳纳米管纱线嵌入机织物的传感性能。未复合的碳纳米管纱线的直径约45微米,断裂应力约220MPa,应变约为30%,传感系数最大约1.32;复合后的碳纳米管纱线的直径约43微米,断裂应力约330MPa,应变约22%,传感系数最大约1.64。复合后的碳纳米管纱线的直径和应变略有下降,但是传感性能和应力得到了提高。(2)将复合前后的单根碳纳米管纱线嵌入平纹中并研究其传感性能,结果表明未复合的碳纳米管纱线经向和纬向嵌入平纹的传感系数分别为0.33和0.23,复合后的碳纳米管纱线经向和纬向嵌入平纹的传感系数分别为0.67和0.27。然后改变经向嵌入平纹的碳纳米管纱线的长度以及经浮长,结果表明嵌入的碳纳米管纱线长度为3cm时其传感系数最高,在应变3%和7%时对应的传感系数分别为0.97和1.07;而嵌入的碳纳米管纱线的经浮长越长时其对应的传感系数越高,当经浮长为6时其传感系数相对最高为0.79。(3)研究了多根碳纳米管纱线以串并联的组合方式嵌入不同平纹布的传感性能,并推导了以碳纳米管纱线为传感元件的传感织物的电阻与应变之间的关系式。结果表明碳纳米管纱线以多根串联组合方式嵌入平纹时,其传感系数最高可达1.08;当以多根并联的组合方式嵌入平纹时,其传感系数最高为0.67。(4)将碳纳米管纱线与普通涤棉纱进行上机织造制备传感织物,织造了6种传感织物并研究其传感性能。结果表明织造的织物密度越大时其传感性能越不稳定,密度为一个筘齿穿入一根经纱制备的传感织物中,且碳纳米管纱线沿经向织造时的传感系数为0.83。