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智能纺织品作为新兴的功能材料,给纺织服装行业注入了新的活力,其特有的感知、反馈和响应机制,在防护、检测等领域大放异彩。智能纺织材料是高级智能纺织品的基础,其自身的功能特性决定了纺织品整体的感知侧重方向和智能化程度,同时纺织品的编织结构要求纺织材料具有一定程度的柔韧性。高聚物材料聚偏氟乙烯(PVDF)由于其良好的压电效应能够对外部载荷做出电信号响应,纤维状的PVDF易与普通纤维结合编成智能织物,是一种理想的智能纺织材料。本课题采用熔融纺丝的方式制备了连续PVDF纤维,研究了熔融过程中的熔融温度、喷丝孔直径以及牵引卷线速度对于纤维成纤性能的影响,发现熔融温度230℃,喷丝孔直径2mm以下,电机牵引速率在8m/min左右时,得到的纤维直径均匀、质量良好。由于PVDF纤维的压电效应与β相晶型的含量密切相关,本课题控制拉伸条件对纤维进行拉伸处理,研究其在不同处理条件下的结晶情况。发现拉伸倍率越大,纤维中的平均晶粒尺寸越小、结晶度和β相含量越高;温度越高越利于纤维结晶度的提升,但温度过高会导致其β相含量显著降低,最佳拉伸温度为90℃;拉伸速率越快,纤维总结晶度和β相含量都会相对提升,但是变化并不明显。在纤维表面布上双螺旋电极,再进行热极化处理,让高聚物中的电偶极子沿着电场方向取向排布。研究发现极化电场低于20MV/m时,纤维压电效应并不显著,在极化电场高于40MV/m时,极化效果达到饱和;极化温度在90℃最优,较低温度不利于电偶极子转向,过高温度使得纤维中β相含量下降;极化过程需要一定的时间才能让转向后的电偶极子“冻结”下来,而时间超过1h,压电效果基本不再有明显变化,说明偶极子已基本沿电场方向排布。对PVDF纤维施加载荷作用,在不同拉伸频率以及所引起的最大应变作用下,PVDF纤维都能够对外输出与之相匹配的电信号,电压大小与频率以及应变近似呈线性关系,呈现出良好的自感知特性。将单根纤维固定在悬臂梁上做自由振动,反馈的电信号频率与悬臂梁一阶基频基本相符,在一定程度上反应出悬臂梁的振动信息。将PVDF纤维在横向和纵向间隔均匀地与普通织物相结合得到衬纬组织,在重物的撞击作用下,各个纤维输出电信号记录瞬时冲击的影响,经过处理画出的三维柱状图,能够大致描绘出重物的形状以及撞击位置,一定程度上表征了PVDF织物的自感知性能。