感湿性高分子材料的制备和性质研究.pdfVIP

sTc99论文 感湿性高分子材料的制各及性质研究 张彤 孙良彦 董玮 徐宝琨金玲玲陈丽华 吉林走学电子X-程系集成光电子学国末重点联合实验室 吉林长春 l 30023) 毒 摘要：本文报导了利用接枝共聚反应合成了具有对湿度敏感的功能高分子材料，用该共聚 物制成电阻式的湿度传感器，在全湿度量程范围内．电阻值变化三个数量级，响应时间小 子j秒。对元件的湿敏特性、电压特性、频率崎性、以及交流特性进行了测试，对其敏感 机理进行了分析。 ● 关键词：高分子湿度湿滞复阻抗频率 1．前言 高分子电阻型湿度传感器以其制作工艺简单、价倍低廉、稳定性高、易于大规模生产 而优于其它类型的湿度传感器。影响这类传感器的一个重要园素是感湿材料的性质。由于 高分子电阻式湿度传感器利用的是感湿材料在高、低湿环境中吸脱附水量的不同从而引起 电导的变化这一原理来进行工作的．因此感湿材料的分子结构中既要有亲水基叉要有疏永 基。这其中存在的一个问题是当环境温度骤然降低达到结露状态时．感湿材料中的极性基 圃会因为对水的大量吸附而使敏感材料产生流移．严重地影响器件的性能。也有人称之为 “高湿示值上涨现象”，有时这种现象是不可逆的。解决这一问题，具体地说．就是使高分 子材料改性不再溶于水。这也正是国内外学者对这类传感嚣的研究热点¨～1。 我们在本实验中．选用了丙烯酸树脂及其氯胺盐，使其在一定的条件下发生接枝共聚 反应，噌水性高分子作主链．亲水性高分子作支链的．得到了具育湿敏性的材料。在元件 的表面再涂一层保护膜．得到了湿敏性良好而且耐水胜强的元件。 2．实验内容 2．1材料的合成 湿敏材料的合成选用的单体材料是疏水性单体甲基丙烯酸丁脂(Bu)和亲水性单体丙 ∞—P—————————————————————————————————一 ∞ 十 乏= ■ 烈=■ 襄 p节Ⅻ 删 岛 C：)0cM“+‘C‰ 羞 ∞一 i丑 o¨．1i{ji-孓 碧 ＼； 门 ：j， a， √ ：二 。I 。’…a 。j， ．x雌}C¨、．删 图L反应产物的红外光谱 图2反应的方程式 STC‘99论文 实验中我们发现．原料的投入比和滴加方式直接影响生成物的形态和性质。在反应中，确 定了各单体的比例Bu：Qb：P=5：3：2，得到了共聚物。通过红外光谱确定了基团的存在， 蕞 水溶性，所以样品经过水洗后，谱图上仍有N_c吸收峰，故认为发生了共聚。 2．2元件的制作及漫敏特性测试 毫 元件的衬底选用的是在陶瓷片上印制纯金的叉指状电极，经过一定程序的洁净处后， 在其上涂敷漫敏材料，干燥后．再漫涂一层纤维素溶液作为保护膜，烘干，完成元件的制 0V．1000Hz 作。湿度标准采用饱和盐湿度笈生装置．ZL．5型LCR测试仪，测试条件为AVl 室温。